耦合无网格法的非连续变形分析法研究

摘要

非连续变形分析法(DDA)的线性位移模式,仅能描述常应变块体单元,实际应用中往往显得不够精确,有时甚至会引起很大的误差。为此近来先后引进诸多改进方法,如直接提高块体位移模式的阶数、在块体内部划分子块体并增设节理单元以及采用有限元插值等,也都存在缺陷。无网格法具有许多有效的插值模式,尝试引进无网格迦辽金中采用的移动最小二乘法(MLS)插值,来表达块体位移及应力场,为此在块体内布置离散的插值节点,用MLS建立块体内任意点位移近似函数代替原DDA位移表达式,并遵循原DDA的一些基本过程,包括:根据能量极值原理建立平衡方程、隐式求解、按时间步迭代统一求动静力问题、根据开合迭代模式检查可能接触类型等。数值算例表明,耦合无网格法的DDA能有效计算块体应力场,对块体系统的计算结果明显优于原线性位移模式。