非线性计算子结构混合模拟方法关键问题研究

摘要

混合模拟方法（Hybred Simulation Method）是将结构里面的关键部分拿出来作为试验子结构在实验室里面进行试验，其它部分作为计算子结构采用计算机进行计算完成，最后通过相应的控制协调器协调各子结构之间的数值传递，是一种经济合理、应用前景广泛的试验方法。计算子结构为非线性情况下的混合模拟方法可以更大程度的减少试验子结构的规模，进一步提高混合模拟方法的效率，但目前还处于初步研究阶段。本文分别对计算子结构为非线性情况下的混合模拟方法所面临的若干关键问题进行研究：
　　首先，对编译软件与有限元软件之间的接口问题进行研究：利用OpenSees强大的非线性处理功能和开源特点，以及编译软件Matlab强大的矩阵运算功能和丰富的应用工具箱功能，编程实现了Matlab计算软件和OpenSees有限元软件的接口功能。
　　之后，针对非线性计算子结构已知情况下急需解决的界面问题入手，以弯曲型结构为例，提出了避免迭代的界面转角预测方法，通过计算子结构为线性的不同结构模型数值模拟研究，验证了该方法的可行性，并将其应用到非线性计算子结构已知的结构模型中，实现了非线性计算子结构为已知情况下混合模拟试验方法。
　　最后，对本构参数识别问题展开了研究：基于均匀设计特点，提出改进的均匀设计方法，将其应用到基于本构识别的混合模拟试验方法中，实现了非线性计算子结构混合模拟试验方法。

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第1章 绪 论

1.1 课题的来源

1.2 课题研究的背景和意义

1.3 国内外的研究现状

1.4 基本原理

1.5 本文主要研究内容

第2章 Matlab与OpenSees之间数据传递接口及程序验证

2.1 引言

2.2 子结构间数据传递接口

2.3 数值模拟模型验证

2.4 本章小结

第3章 弯曲型结构模型子结构界面处理方法

3.1 引言

3.2 弯曲型结构的界面问题

3.3 界面转角预测方法

3.4 计算子结构为线性情况下数值模拟验证

3.5 已知非线性计算子结构验证

3.6 本章小结

第4章 均匀设计的本构参数识别方法

4.1 引言

4.2 改进均匀设计方法

4.3 基于本构识别的混合模拟方法

4.4 模型验证

4.5 推广的双折线模型参数识别试验方法

4.6 本章小结

结论

参考文献

附录

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致谢