沖擊動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的二維自適應(yīng)有限元-離散元結(jié)合算法研究.pdf

1、無(wú)網(wǎng)格計(jì)算方法是當(dāng)今沖擊動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬算法的重要發(fā)展方向。本文通過(guò)將有限元算法與離散元算法相結(jié)合，并實(shí)現(xiàn)有限元單元到離散元單元的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法，建立了二維自適應(yīng)有限元-離散元耦合算法。在算法的基礎(chǔ)上編寫了計(jì)算程序，利用長(zhǎng)板算例對(duì)算法有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，通過(guò)SCB樣品的沖擊加載下裂紋擴(kuò)展現(xiàn)象和彈頭侵徹混凝土板的數(shù)值模擬，探索了二維自適應(yīng)有限元-離散元算法的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本文的研究?jī)?nèi)容主要包括：
　　1）對(duì)有限元與離散元兩種算法

2、的基本特點(diǎn)與計(jì)算流程進(jìn)行了調(diào)研，研究了基于不同模型的離散元相互作用元件，比較了兩種算法的各自獨(dú)特優(yōu)勢(shì)與不足，討論了兩種算法結(jié)合的可能性。
　　2）根據(jù)兩種算法的理論原理與計(jì)算流程，提出了一種適用于連續(xù)介質(zhì)均勻材料的二維有限元離散元計(jì)算區(qū)域過(guò)渡邊界復(fù)合單元結(jié)合方法，設(shè)計(jì)了有限元單元自適應(yīng)轉(zhuǎn)換為離散元單元的判斷準(zhǔn)則和轉(zhuǎn)換方法，最后建立了二維自適應(yīng)有限元-離散元耦合算法。
　　3）編寫了基于二維有限元-離散元自適應(yīng)耦合算法的計(jì)算程

3、序，通過(guò)設(shè)計(jì)長(zhǎng)板沖擊響應(yīng)算例驗(yàn)證算法的精度和效率?？梢钥吹接邢拊惴ㄅc離散元算法在連續(xù)介質(zhì)上的計(jì)算結(jié)果較為吻合，證明采用本文提出的結(jié)合方法可以有效地結(jié)合兩種算法的計(jì)算區(qū)域。
　　4）通過(guò)對(duì)花崗巖SCB樣品SHPB實(shí)驗(yàn)和鋼彈頭侵徹混凝土板算例的數(shù)值模擬，初步體現(xiàn)了算法在介質(zhì)連續(xù)-非連續(xù)轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用價(jià)值，探索了算法的應(yīng)用。
　　本論文力圖將有限元算法和離散元算法結(jié)合起來(lái)，結(jié)合兩種算法的優(yōu)勢(shì)為沖擊動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的數(shù)值求解提供一種高效