- 基于杆件灵敏度的结构易损性分析
- 2013年
- 结构易损性和连续倒塌分析成为近年来国内外结构研究的焦点。从结构体系的应变能入手,提出了一种基于杆件灵敏度的结构易损性分析方法。根据杆件灵敏度与构件重要性之间的关系,通过逐次删除具有最大灵敏度系数的构件,可以获得结构的失效模式,由此找出结构中的薄弱构件。分别以平面桁架和空间星型网穹结构为算例,对提出的方法进行了分析验证,并分别与相关文献及ANSYS软件计算的结果进行比较,表明将该方法用于结构易损性分析是有效可行的。
- 程建伟齐念
- 关键词：易损性分析应变能灵敏度
- 基于离散元法的杆系结构几何非线性大变形分析被引量：15
- 2013年
- 提出应用离散元法(DEM)来求解二维、三维杆系结构的几何非线性大变形问题.基于简单梁理论,推导了适用于杆系结构分析的弹簧接触刚度系数计算公式,给出了时间步长临界值估算方法,并用实例对其进行了正确性检验.DEM方法本质上是求解结构的动力行为,对于需要计算静力解的问题,综合考虑数值精度和计算效率,建议阻尼系数取为0.7.列出了3个典型数值算例,即2个平面框架和1个空间网格结构,分别对其静力和动力大变形行为进行了模拟,并将结果与其他计算方法的结果进行比较,两者吻合良好.利用DEM方法处理几何非线性问题时无需组集刚度矩阵,也无需迭代求解非线性方程,故该方法适宜于处理杆系结构的大变形问题.
- 齐念叶继红
- 关键词：离散元法杆系结构
- 弹塑性DEM方法在杆系结构中的应用研究被引量：8
- 2017年
- 在颗粒离散元(DEM)方法应用于杆系结构弹性分析基础上,进一步对材料非线性行为进行了研究。引入纤维模型,将DEM方法中连接颗粒与颗粒之间的弹簧用分布式弹簧进行等效,并将分布式弹簧看作是粘结截面的若干根纤维,建立了可考虑截面塑性发展的DEM纤维模型。推导了弹塑性接触本构模型内力增量计算公式,编制了计算程序并通过算例验证了此方法在结构弹塑性分析中的适用性和正确性。最后,以跨度40m的单层球面网壳结构为例,对其进行地震弹塑性动力时程分析,模拟了结构动力响应以及杆件截面塑性发展程度。此方法可有效克服传统有限元方法在非线性分析时存在的刚度矩阵奇异、迭代不易收敛等问题。
- 齐念叶继红
- 关键词：杆系结构纤维模型弹塑性单层球面网壳地震响应
- DEM/FEM耦合计算方法研究及其在网壳倒塌破坏模拟中的应用
- 网壳等大跨空间网格结构以其经济、美观，能覆盖较大空间等特点，广泛应用于工程结构领域，但其在强震下的倒塌破坏机理仍处研究之中。结构的倒塌破坏是一个伴随大位移大转动、材料非线性及构件断裂等多物理力学现象的过程，模拟这样的强非...
- 齐念
- 关键词：建筑工程单层网壳结构
- 基于离散元法与有限元法耦合模型的网壳结构倒塌过程分析被引量：9
- 2017年
- 针对有限元法(FEM)处理不连续位移场所存在的难以收敛、网格需重新划分、裂尖奇异场网格密度大等问题,结合离散元法(DEM)的优点,提出了一种DEM/FEM耦合计算模型。基于罚函数法,通过建立虚功方程及变分原理,得到了界面耦合力的计算公式,给出了耦合模型计算流程并自主开发了相关计算程序,通过算例验证了该耦合计算模型的正确性。并将该耦合模型用于单层球面网壳结构受冲击荷载作用下的倒塌过程仿真,比较了纯FEM、纯DEM及DEM/FEM耦合三种不同计算模型的数值结果与计算效率。计算结果表明:DEM/FEM耦合模型应用于网壳结构倒塌数值模拟时,与纯DEM模型相比,可减少计算规模从而节省机时,计算效率高;在处理强非线性问题时,纯FEM存在不收敛现象而耦合模型则能顺利完成计算分析,更具算法稳定性优势。
- 叶继红齐念
- 关键词：离散元法单层球面网壳
- 基于DEM/FEM耦合模型的单层球面网壳倒塌数值模拟
- 针对有限元法(FEM)处理不连续位移场所存在的困难，结合离散元法(DEM)的优点，提出了一种DEM/FEM耦合计算模型。基于罚函数法，通过建立虚功方程及变分原理，得到了界面力的计算公式，实现了两种计算域之间的平滑过渡。在...
- 齐念叶继红
- 关键词：离散元单层球面网壳数值模拟
- 弹性DEM方法在杆系结构中的应用研究被引量：12
- 2017年
- 基于颗粒离散元方法(DEM),结合杆系结构的特点,提出了一种适于杆系结构问题分析的DEM模型。对颗粒元相应的质量和转动惯量计算公式进行了修正;通过能量等效原理推导了杆系DEM模型分析时弹簧接触刚度系数表达式;将瑞利阻尼引入到DEM方法之中,给出了阻尼常数计算公式并用算例进行了验证。将该方法应用于杆系结构弹性分析,包括静动力与几何非线性大变形问题的空间框架结构和网壳结构等多个算例,计算结果与有限元方法结果吻合良好。DEM方法的特点是将动力分析和几何非线性分析自动包含在运动方程的计算之中,不用组集刚度矩阵,无需迭代求解。杆系DEM模型非常适宜处理杆系结构大变形及动力非线性问题,尤其是在结构进入强非线性之后的模拟分析。
- 齐念叶继红
- 关键词：离散元杆系结构
