發(fā)布時間：2021-01-31 01:24

　　目前強離散性、大位移、大變形的倒塌全過程求解是結構計算分析的瓶頸,而離散單元法以理論力學為基礎,基于剛體運動學和動力學方程,可有效實現(xiàn)結構全過程倒塌可視化模擬。運用Blender平臺實現(xiàn)建筑結構的三維可視化建模及倒塌場景的可視化渲染;BCB（Bullet Constraints Builder）完成結構梁板柱構件的離散及剛體間約束的建立;物理引擎計算剛體間碰撞過程并"實時"更新剛體運動軌跡,三者協(xié)同作用實現(xiàn)倒塌全過程可視化模擬。模擬結果表明:所用方法適用于結構大變形模擬,可實現(xiàn)結構從彈性、彈塑性直至倒塌破壞的全過程可視化模擬,后續(xù)研究可為結構連續(xù)倒塌破壞機理的分析及人員逃生路徑和搜救人員營救路線的選擇提供科學指導。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(13)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

BCB中由廣義約束及彈簧約束構成的三種連接類型

ξ= nπd l 2 4hw ?????? ??? (11) e ′ = h-2(c+d l ) h ?????? ??? (12)簡化后的剪力影響系數(shù)計算如下

碰撞檢測是碰撞響應計算的基礎與前提,一般分為粗略碰撞檢測和精確碰撞檢測。粗略碰撞檢測的目的在于對大量的碰撞體采用較少的計算量預先排除沒有發(fā)生碰撞的物體,從而提高檢測效率。物理引擎通常采用包圍盒算法完成廣義碰撞檢測,本文所基于的Bullet物理引擎采用AABB(Axis-Aligned Bounding Box,AABB)包圍盒算法,AABB為一個包圍著待檢測物體的六面體(二維場景中表現(xiàn)為包圍待檢測物體的矩形),其每一邊都平行于一個坐標平面,包圍體間的相交計算不考慮除坐標軸以外的其它方向。AABB通過兩個對角頂點(即包圍盒的最小和最大頂點)的二維或三維向量表示,若包圍盒在所有坐標上的投影都有重疊,那么包圍盒之間發(fā)生碰撞。因此,只需要進行四次(二維)或六次(三維)比較就能確定AABB之間是否發(fā)生碰撞。剛體碰撞檢測的物理場景如圖4所示。圖4(a)、(b)分別表示了二維和三維場景中a、b兩物體的AABB相交示意圖,灰色粗線標注代表AABB間的重疊部分,此時a、b物體間發(fā)生碰撞。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]考慮懸鏈線效應的鋼筋混凝土框架結構抗連續(xù)倒塌能力分析[J]. 于曉輝,錢凱,呂大剛.  建筑結構學報. 2017(04)
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[7]離散單元法中桿段多彈簧模型的改進[J]. 王強,呂西林.  沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2007(02)
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[10]顆粒離散元法研究進展[J]. 徐泳,孫其誠,張凌,黃文彬.  力學進展. 2003(02)

碩士論文
[1]基于物理引擎建模方法的瀝青混凝土等效導熱系數(shù)研究[D]. 胡偉超.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[2]基于剛體特性的物理仿真引擎的設計與實現(xiàn)[D]. 谷寧.東北師范大學 2009



本文編號：3009951