基于杆系离散元理论考虑构件断裂的单层网壳结构倒塌破坏模拟研究
叶继红1,2 许强1,2
1.中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室，江苏徐州 221116
Collapse simulation of single-layer reticulated shell structures considering component fracture based on member discrete element theory
Ye Jihong1,2 Xu Qiang1,2
1. Jiangsu Key Laboratory Environmental Impact and Structural Safety in Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China
摘要 塑性铰模型计算效率高，可快速获得结构宏观破坏模式，韧性断裂损伤模型从微观机制揭示钢材的断裂机理，可较准确预测钢材的断裂行为。为此，该文基于杆系离散元理论，将两者联合建立构件断裂模拟算法，既具有计算效率高的优势又保证构件断裂模拟的精度。首先介绍杆系离散元法的基本理论，以及宏观塑性铰模型和微观韧性断裂损伤模型具体计算流程；然后给出将两者联合分析的具体实施策略，即以接触截面边缘最不利点处的应力作为整个截面的应力状态，进而调用韧性断裂损伤模型。最后采用Fortran语言编制相应的分析程序，并通过悬臂梁断裂算例和单层网壳振动台倒塌试验，验证该算法对模拟杆件断裂行为的可行性和有效性。杆系离散元法模拟构件断裂时，截面发生开裂，颗粒间发生脱离是一个自然的过程，无需其他任何修正即可实现结构由连续体状态向断裂后非连续体状态过渡，与有限元方法相比，不存在网格畸变重划分、迭代不收敛的问题，更具计算优势，为大跨空间网壳结构倒塌破坏分析提供新的计算手段。
关键词 ：
杆系离散元法 ,
断裂 ,
单层网壳结构 ,
塑性铰模型 ,
韧性断裂损伤模型
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