彈塑性DEM方法在桿系結構中的應用研究

齊念　葉繼紅

摘要：在顆粒離散元（DEM）方法應用于桿系結構彈性分析基礎上，進一步對材料非線性行為進行了研究。引入纖維模型，將DEM方法中連接顆粒與顆粒之間的彈簧用分布式彈簧進行等效，并將分布式彈簧看作是粘結截面的若干根纖維，建立了可考慮截面塑性發展的DEM纖維模型。推導了彈塑性接觸本構模型內力增量計算公式，編制了計算程序并通過算例驗證了此方法在結構彈塑性分析中的適用性和正確性。最后，以跨度40 m的單層球面網殼結構為例，對其進行地震彈塑性動力時程分析，模擬了結構動力響應以及桿件截面塑性發展程度。此方法可有效克服傳統有限元方法在非線性分析時存在的剛度矩陣奇異、迭代不易收斂等問題。