[发明专利]适用于显式分析的三维无限元人工边界建立方法

权利要求书

1.适用于显式分析的三维无限元人工边界建立方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.创建三维土体几何模型，然后从三维土体几何模型中截取出部分的土体作为近场区域，剩余的土体作为远场区域；

S2.建立三维无限元人工边界，使用无限元模拟远场区域，而采用有限元模拟近场区域；

S3.将外源波动转化为等效的节点力，然后将其施加在构建的人工边界的节点上。

2.根据权利要求1所述的适用于显式分析的三维无限元人工边界建立方法，其特征在于：所述步骤S3中外源波动为位移场为u_p(t)的P波或S波，其垂直入射至人工边界处，此时人工边界上的节点l上施加的节点力f_li(t)为：

flx-x(t)=Alλcp[u·p(t-dt1)-u·p(t-dt2)]]]>

flz-x(t)=Al[Clτu·p(t-dt1)+Clτu·p(t-dt2)]]]>

flz-z(t)=Al[Clnu·p(t)+ρcpu·p(t)]]]>

fly-y(t)=-fly+y(t)=-flx+x(t)=flx-x(t)]]>

flz-y(t)=flz+y(t)=flz+x(t)=flz-x(t)]]>

其中表示输入波动的速度时程，可由u_p(t)导出，dt₁、dt₂表示行波延迟，λ为介质的拉梅常数，A_l表示节点l的有效面积，C_ln、C_lτ分别为边界的法向、切向阻尼系数，并且C_ln＝ρc_p，C_lτ＝ρc_s，c_p和c_s分别为剪切波速和纵波波速，f_li(t)表示节点l沿着i方向的节点力，i方向指的是坐标轴的x,y,z三个方向，f_li(t)沿着坐标轴三个方向上的节点力分别表示为f_lx(t),f_ly(t),f_lz(t)，节点力载荷公式中的下标lx,ly,lz表示载荷在节点l处的作用方向，上标±x,±y,±z表示节点l所在交界面的外法线方向，当与坐标轴方向相同时为正，反之为负。