科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
目的:物质点法由于其不受网格畸变影响等特点被广泛应用于大变形问题的模拟,然而在使用物质点法模拟涉及不可压缩材料或不排水条件的问题时往往出现体积锁定现象而影响计算结果。同时,物质点法在计算过程中产生的网格穿透会造成应力震荡。为解决上述问题,本文在隐式广义插值物质点法的基础上,通过引入B-bar方法来解决体积锁定问题,提出使用B-bar方法的隐式广义插值物质点法。创新点:首次提出在隐式广义插值物质点法中引入B-bar函数,以克服广义插值物质点法在模拟不可压缩材料时出现的体积锁定问题。方法:1.通过替换应变矩阵,构建使用B-bar方法的隐式广义插值物质点法,使其在不明显增加计算复杂程度的情况下,克服体积锁定的问题。2.分别使用隐式物质点法(i MPM)、隐式广义插值物质点法(i GIMP)和使用B-bar方法的隐式广义插值物质点法对一维杆压缩、弹塑性边坡和刚性基础贯入进行数值模拟和对比研究,验证所提方法在减少网格穿透以及克服体积锁定方面的优势。结论:1.本文首次将B-bar方法引入隐式广义插值物质点算法,构造了使用B-bar方法的隐式广义插值物质点法;该方法能够有效减少网格穿透造成的计算误差并克服体积锁定问题,同时不需明显增加计算复杂程度。2.分别使用i MPM算法与i GIMP算法对一维杆压缩以及弹塑性边坡稳定性进行模拟和对比的结果表明,i GIMP算法能有效减小网格穿透所造成的震荡。3.对边坡稳定性问题以及刚性基础贯入问题进行数值模拟的结果表明,使用B-bar方法的隐式广义插值物质点法能有效处理体积锁定问题,因此可用于实际岩土工程的大变形分析。
- 单位
