顆粒-結(jié)構(gòu)相互作用問題廣泛存在于工程應(yīng)用中。機(jī)械結(jié)構(gòu)作為連續(xù)介質(zhì),通常利用有限元軟件進(jìn)行模擬分析。而顆粒物料作為離散介質(zhì),其運(yùn)動(dòng)過程則通過離散元軟件模擬。將有限元法和離散元法相結(jié)合,把離散元模型中顆粒對(duì)結(jié)構(gòu)的接觸載荷導(dǎo)出,并將其轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)有限元分析的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)載荷,分析顆粒對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,可為開展結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度等方面的評(píng)估提供依據(jù)。本文運(yùn)用有限元軟件ABAQUS.離散元軟件PFC3D及數(shù)學(xué)運(yùn)算軟件MATLAB,研究了顆粒離散元與結(jié)構(gòu)有限元耦合應(yīng)用的技術(shù)路線與算法實(shí)現(xiàn)。本文主要開展了以下工作：（1）利用ABAQUS建立結(jié)構(gòu)有限元模型,通過基于Python腳本的ABAQUS的二次開發(fā)獲取有限元網(wǎng)格信息。（2）利用MATLAB編程對(duì)結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行表面提取,實(shí)現(xiàn)面向PFC3D的結(jié)構(gòu)模型表征。（3）建立基于PFC3D的離散元模型,模擬顆粒與結(jié)構(gòu)的接觸過程,并通過PFC3D的內(nèi)嵌FISH語言編程輸出邊界壁面的接觸力。（4）利用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)接觸載荷DEM-FEM映射轉(zhuǎn)換,將表面接觸力等效移置到有限元模型相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上,獲得結(jié)構(gòu)分析的節(jié)點(diǎn)載荷。 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究的背景
    1.2 國內(nèi)外研究概況
    1.3 課題研究內(nèi)容及設(shè)計(jì)思路
        1.3.1 課題研究內(nèi)容
        1.3.2 課題設(shè)計(jì)思路
    1.4 本章小結(jié)
2 有限元理論與離散元理論概述
    2.1 有限元理論
        2.1.1 有限元法簡(jiǎn)介
        2.1.2 有限元法解題步驟
        2.1.3 常應(yīng)變?nèi)切螁卧邢拊?br>    2.2 離散元理論
        2.2.1 離散元法簡(jiǎn)介
        2.2.2 離散元法基本方程
        2.2.3 離散元法接觸本構(gòu)模型
    2.3 本章小結(jié)
3 所涉及應(yīng)用軟件介紹
    3.1 ABAQUS軟件介紹
        3.1.1 ABAQUS簡(jiǎn)介
        3.1.2 ABAQUS的主要模塊
        3.1.3 ABAQUS的PYTHON腳本
    3.2 MATLAB軟件介紹
        3.2.1 MATLAB簡(jiǎn)介
        3.2.2 MATLAB的主要功能
    3.3 PFC3D軟件介紹
        3.3.1 PFC3D簡(jiǎn)介
        3.3.2 PFC3D的基本特征
    3.4 本章小結(jié)
4 有限元數(shù)值信息提取及FEM-DEM離散表征實(shí)現(xiàn)
    4.1 建立有限元模型
        4.1.1 UG建立三維實(shí)體模型
        4.1.2 模型導(dǎo)入ABAQUS并提交分析
    4.2 PYTHON腳本實(shí)現(xiàn)單元節(jié)點(diǎn)信息提取
    4.3 表征化算法設(shè)計(jì)
    4.4 表征算法MATLAB編程
        4.4.1 建立進(jìn)程及數(shù)據(jù)導(dǎo)入
        4.4.2 確定單元面的共享次數(shù)
        4.4.3 輸出表面數(shù)據(jù)
    4.5 本章小結(jié)
5 PFC3D離散元建模及顆粒-壁面作用力的獲取
    5.1 FISH語言
        5.1.1 FISH語言規(guī)則
        5.1.2 FISH語句
        5.1.3 FISH語言與PFC3D命令的對(duì)接
        5.1.4 預(yù)定義變量和函數(shù)
    5.2 WALL的有效側(cè)
    5.3 DEM建模及接觸力輸出的FISH編程
        5.3.1 FISH語言編程
        5.3.2 運(yùn)行程序及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存
    5.4 本章小結(jié)
6 接觸載荷等效移置映射算法設(shè)計(jì)與程序?qū)崿F(xiàn)
    6.1 接觸載荷等效移置數(shù)學(xué)原理
        6.1.1 平面三角形單元接觸力等效移置
        6.1.2 有限元法三角形單元等效節(jié)點(diǎn)載荷
        6.1.3 四面體單元接觸載荷等效移置
    6.2 接觸載荷等效移置MATLAB實(shí)現(xiàn)
        6.2.1 建立進(jìn)程及數(shù)據(jù)導(dǎo)入
        6.2.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
        6.2.3 等效節(jié)點(diǎn)載荷
        6.2.4 節(jié)點(diǎn)載荷輸出
    6.3 程序運(yùn)行實(shí)例
    6.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]離散元與有限元結(jié)合的多尺度方法及其應(yīng)用[J]. 胥建龍,唐志平.  計(jì)算物理. 2003(06)
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博士論文
[1]顆粒材料的離散顆粒模型與離散—連續(xù)耦合模型及數(shù)值方法[D]. 楚錫華.大連理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3190873