已阅读5页,还剩15页未读, 继续免费阅读
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
,土木工程数值模拟技术与应用,讲授内容,第1讲 数值模拟的概念与方法,许多工程分析问题,都可转化为在给定边界条件下求解其控制方程的数学问题 但能用解析方法求出精确解的只是方程性质比较简单,且几何边界相当规则的少数问题。,固体力学中的位移场和应力场分析,1.1 数值模拟概念,大多数的工程问题,物体的几何形状较复杂或者其某些特征是非线性的,很少可直接获得问题的解析解。 目前解决途径: 简化假设,(只在有限的情况可行,过多的简化将可能导致不正确的甚至错误的解) 借助计算机来获得满足工程要求的数值解,这就是数值模拟技术,目前在工程技术领域内常用的数值模拟方法有: 有限单元法:ANSYS、NASTRAN、ABAQUS、MARC 边界元法:Examine2D、Examine3D 离散单元法:UDEC、3DEC、PFC 有限差分法:FLAC3D、 FLAC2D 但就其实用性和应用的广泛性而言,有限单元法更为突出。(主要讲授),1.2 有限单元法,基本原理: 将一个连续的求解域分割成有限个单元,用未知参数方程表征单元的特性,然后将各个单元的特征方程组合成大型代数方程组,通过求解方程组得到结点上的未知参数,获取结构内力等需要考察的输出结果。,有限单元法的基本思想早在上世纪40年代初期就有人提出,但真正用于工程中则是在电子计算机出现后。 “有限单元法”这一名称是1960年美国的克拉夫(Clough. R. W)在一篇题为“平面应力分析的有限单元法“论文中首先使用的。,由于单元可以被分割不同的形状和大小,所以它能很好的适应复杂的几何形状、复杂的材料特性和复杂的边界条件。 加之成熟的大型软件系统支持,有限元法成为一种应用广泛的数值计算方法。 有限单元法的应用已广泛涉及各个工程领域。,有限元发展历程,50年代,发展与萌生,单一功能程序,简单单元; 60年代,数学基础与证明,单一功能程序,多种单元; 70年代,单元库丰富,线性到非线性通用程序,如SAP; 80年代,多种功能扩大,大型通用程序如ADINA等; 90年代,应用领域扩大,前后处理功能增强,大型商用软件,如ANSYS、MARC、NASTRAN等; 目前,有限元方法与CAD结合成为面向工程的CAE(计算机辅助工程)体系。,有限元法的基本要素,节点:连接单元的空间点(由空间坐标确定),具有一定自由度。 自由度:用于描述一个物理场(位移)的响应特性的参量。 单元:分割连续体的小区域,有线、面或实体等种类。,载荷,约束,节点,单元,结构分析常用的有限元单元,以ANSYS软件为例,常用结构分析有限元单元有如下几种: 质点元(MASS) 杆单元 (LINK) 梁单元(BEAM) 实体元(SOLID) 壳元(SHELL) 接触元(CONTACT) 连接元(COMBINATION),线(弹簧,梁,杆,间隙),体(三维实体),.,.,.,点 (质量),面 (薄壳, 二维实体, 轴对称实体),J,分析对象分割为单元后,A 有限差分法(FDM) 有限差分法的基本原理与有限单元法类似,只是它们各自的求解方法有所差别。 有限单元法通过刚度矩阵的形式求解每一单元的应力与应变,而在有限差分中,空间离散点处的控制方程组中每一个导数直接由含场变量的代数表达式替换,通过“显式”的方式逐步求解每一单元的应力与应变。,1.3 其它数值模拟方法,软件:FLAC3D、 FLAC2D,B 边界单元法(BEM) 边界单元法是20世纪70年代兴起的一种数值方法。 其通过结点之间插值,把边界积分方程转变为线性代数方程组,由此解出各边界单元的结点处待定的边界值,再利用把边界值与域内函数值联系起来的解析公式,求得计算区域内任一点的函数值。 且计算精度、计算效率高,更适用于均质材料和线性性态情况。,软件:Examine2D、Examine3D,C 离散单元法(DEM) 岩体往往为众多的节理或结构面所切割,在某些情况下,岩体不能视为连续介质,具有明显的不连续性,很难用连续介质力学方法如有限单元法来处理。 离散单元法是处
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 公交运营管理考试试题
- 电子商务师S国家职业技能标准
- 电阻焊培训资料及模拟试题
- 出纳考试试题及答案
- 儿童肥胖症试题及答案
- 胆结石诊治指南
- 动火作业突发事件应急预案
- 从资资格题库《期货投资分析》测试题目及答案
- 2026-2027学年度第一学期三年级英语教学计划
- 医院后勤工作总结
- AQ3067-2026重大事故隐患判定准则专项培训考核试卷-答案卷
- 【应用方案】2026智慧农业农业机器人智能感知与精准作业一体化设计方案
- 2026事业单位笔试-云南-云南财务(医疗招聘)历年参考题库含答案详解
- 《计算政治学概论》课件 第1-8章 计算政治学的起源与发展-数字社会治理
- CSCO非小细胞肺癌诊疗指南(2026版)
- 2025湖南长沙矿山研究院发布校招招聘52人笔试历年典型考点题库附带答案详解
- 压缩空气储能地下洞库施工方案
- 自密实混凝土施工方法及浇筑管控要点
- (2026年)护理查对制度课件
- 冻品食材配送服务方案
- 电力重大事故隐患判定与治理监督规定(2026版)深度解读课件
评论
0/150
提交评论