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《三维离散元与壳体有限元耦合的时空多尺度方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第4期Vol.27No.4工程力学2010年4月Apr.2010ENGINEERINGMECHANICS44文章编号：1000-4750(2010)04-0044-07三维离散元与壳体有限元耦合的时空多尺度方法*1,22张锐，唐志平(1.吉林大学工程仿生教育部重点实验室，吉林，长春130022；2.中国科学技术大学近代力学系，安徽，合肥230027)摘要：壳体结构的局部失效及其对整体结构稳定性影响涉及到跨宏细观多尺度力学问题。该文推导出元/网格动量传递的多尺度算法，建立了三维离散元与壳体有限元
2、耦合的时空多尺度数值计算方法。通过激光辐照下充内压圆柱壳局部失效算例的数值模拟，验证该多尺度方法能够完善地并行实现时间多尺度与空间多尺度计算，不仅能够准确模拟壳体结构局部细观非均匀演化及其对整体结构的影响，而且计算时间很少，有效地发挥了时空多尺度模拟高效率优势。关键词：三维离散元；壳体有限元；时空多尺度；元/网格动量传递；激光辐照；数值计算中图分类号：O38;O241.82文献标识码：AAMULTISCALEMETHODOFTIMEANDSPACEBYCOUPLINGTHREE-DIMENSIONAL
3、DEMANDCYLINDRICALSHELLFEM*1,22ZHANGRui,TANGZhi-ping(1.KeyLaboratoryofBionicEngineering,MinistryofEducation,JilinUniversity,Changchun,Jilin130022,China;2.DepartmentofModernMechanics,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei,Anhui230027,China)Abstract
4、:TheFailureofapartialcylindricalshellstructureanditseffectsonthestabilityofthemacroscopicstructureinvolvethemultiscalemechanicalproblemsinbridgingmacroscopicandmesoscopicscales.Themultiscalealgorithmofelement/meshmomentumtransferwasdeduced,andthemultisc
5、alenumericalmethodoftimeandspacebycouplingthree-dimensionalDEM(DiscreteElementMethod)andcylindricalshellFEM(FiniteElementMethod)wasestablished.Validatedbythesimulationsinthepartialfailureofthecylindricalshellsubjectedtoinnerpressureandsurfacelaserirradi
6、ation,thismultiscalemethodcouldperfectlyaccomplishmultiscaletimeandmultiscalespacecomputationssynchronously,whichnotonlysimulatedthemesoscopicheterogeneousevolvementsofthepartialcylindricalshellandtheireffectsonthewholecylindricalshellaccurately,butalso
7、consumedalittlecomputationtimeandexertedtheadvantageofhighefficiencyofmultiscalesimulationeffectively.Keywords:three-dimensionalDEM;cylindricalshellFEM;multiscaletimeandspace;element/meshmomentumtransfer;laserirradiation;numericalcomputation基于工程结构的日益大型化
8、和复杂化，以及多各异的数值计算方法并行计算，能够同时解决计算种复杂非均质材料(例如生物材料、仿生材料)的出精度和计算效率问题，现已成为当今数值模拟研究[1―2]现，科研工作者对这些结构或材料进行数值计算的一个热点。时，不但要求保证足够的计算精度，而且需要较高薄壁壳体结构的局部破坏过程及其对整体结的计算效率，这是单一尺度数值计算方法难以实现构稳定性的影响是十分复杂的力学问题，它涉及到的。发展多尺度计算方法，针对不同尺度区域采用宏观和细观尺度范畴，因此采用跨
