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利用传统协调位移有限元进行弹簧

发布:hn_htbh 浏览:750次

  利用传统协调位移有限元进行弹簧,涡卷弹簧公司分析便可得到漪足工程要求的计算结果,沮当岩体发生.动、断裂、炭落、失林时.岩体材料又衰现出非连续介质的特点.这时.在协调位移元中被认为非法的单元位移方式.如单元间互相开裂、怡位、淆移均变成了合理的了。因此传统协调位移元在处理此类非连续介质交形时.就不方便了。刚体元则由于其位移不协调的特点,而较适用于断裂控侧的岩体等脆性材料应力分析。对非连续介质而盲.其应力—应变关系及其破坏过怪是极为复杂的.已不能简单地套用连续介质理论.羞于连续性舰设的教值方法如何有效地澳拟岩休中实际存在的大t裂眯、节理等不连续面,-*是岩体力学中,要的研究课厄.KYoYaru)扮出用扭伤力举的方法处理通节理岩体间厄.扭伤力学是rrP年代后期发展起来的力学一个肠分支vnun.它不同于断裂力学之处在于:认为材料内存在,分布性缺陷.这些原始缺陷(扭伤)在材料内是连续分布的.文‘.,应用报伤力学的原理理立了节理岩体的报伤有限元法。但由于岩休的复杂性,应用扭伤力学方法仍然存在粉确定有关今教的困难。例如:扭伤张t取决于节理分布状态、密度、节理面之间的应力传遨情况娜因索.对其体的工怪而,,要完全查明上述因爪仍然是十分困难的。关于报伤的扩展规律以及致抓的原因更是有待研究的间肠。对不连续岩体的传统有限元分析中,常用荃于Goodman单元(M,的节理单元和夹层单元来a拟岩体中的不连续面.但若岩体中存在,大盈的走向各异的软弱面时.势必为上述单元的使用带来很大的困难。目蕊均采用地质概化的方法,在tf算中仅仅考虑那些对结构受衡级不利的几组节理.往往几组节理相互交织.对有限元网格例分很不利.另外.上述单元中部来用了至今还不能很好确定的法向和切向刚度系盆K.和K,.从而为计算带来很多的不确定性。棋拟不连续介质性恋的较有效和功能较吸的方法—离胜单元法及块体单元法.是解答多节理岩体的另一类,要方法。在这类方法中通常把岩体,作是由节理切创的岩块组成的结构体。一种最简单的理扭化傲型是把岩体粉作是旅此相互搜胜的一系列剐性块体。离徽元法(Cunda11.1971).刚体一弹价元法(Kawai, 1976)和块体理论(Goodman和Shi.1985)是三种有代表性的不连续块体方法   发条弹簧也是 刚体弹贾元棋型(RBSM:Rigid Body-Spring Model)最早由日本东京大学Kawai教授在1976年提出‘.,。其提出之初是用于解决计算机容f小的问皿。由于该方法独特的思路.现已发展成为一种新的数值计算方法.称为刚体有限元法(Rigid Finite ElementMethod.简记为RFEM)。该法同传统有限元一样.曹先对研究城进行单元离眼,沮与有限元节点插值不同.刚体有限元在单元形心处插值,以单元形心位移为基本未知It.用分片的刚体位移棋式去通近实际生体位移场。结构内部弹扭性空形通过单元间相对变形来体砚.结构内部应力死通过单元交界面面力来表现。应住意的是:由于刚体弹蔺元单元间有相对变形.故刚体弹倪元位移是不协调的.简言之.刚体弹忱元的基本忍想是:把结构划分为一竺由分布在单元接触面上的弹位系统连接在一起的刚体攀元的集合。刚性单元本身不发生弹性交形.因此结构的变形能完全储存在接触面的弹倪系统中。 刚体弹资元目前有许多不同译法.如称之为剐体有限元、刚体元、刚性有限元、剐性元、界面元等等,本书甘称之为刚体元。与有限元法相比,刚体元法一直未得到充分发层,也未引起广泛的盆视。这是由于传统有限元法在处1连续介质间肠时其有很吸的优点.除某些份况下‘如板元、充元等),传统有限元较易构造位移协调的单元抽值函数.并可通过描加节点,提高擂谊阶次的方法.使计算精度大大提高.而刚体元由于单元交界面位移不协调.将其应用于连续介质力学间肠时.列可能产生单元间开裂、互相压入等.不允许一位移形式.随粉工怪实践的发展和认识硕城的扩大.人们发现许多材料亦会发生不连续的空形。

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