[发明专利]一种可变形三维任意圆化凸多面体块体离散单元法

摘要

本发明公开了一种可变形三维任意圆化凸多面体块体离散单元法，包括：建立可变形圆化凸多面体离散单元系统，确定可变形圆化凸多面体离散单元系统的时间步长；在当前时间步，确定接触单元与目标单元，判断圆化多面体的接触方式，计算当前时间步作用于目标块体的法向接触力、切向接触力；将接触力转化成载荷的等效节点力矢量；得到下一时间步有限单元的位移；更新每个有限单元顶点的坐标；重复计算下一时间步直至计算完所有时间步。本方法采用圆化多面体离散单元的定义，实现了不同大小、形态单元的接触力的计算，并且提高了计算效率；可以实现三维非连续介质大规模任意圆化凸多面体可变形离散单元接触力计算问题，更加符合工程实际。

主权项

1.一种可变形三维任意圆化凸多面体块体离散单元法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，选取研究对象，建立可变形离散单元系统的模型，所述可变形离散单元系统包括：若干个离散单元以及将离散单元剖分网格后形成的有限单元；步骤二，确定模型信息的时间步长Δt；步骤三，在当前时刻t，对所有离散单元外围一层的网格单元进行接触检测；步骤四，在当前时间步，确定接触单元与目标单元，判断圆化多面体的接触方式，采用三维圆化多面体离散单元法，计算当前时间步作用于目标单元与接触单元的总法向接触力和总切向接触力；步骤五，将步骤四计算得出的接触力的合力用形函数转化成网格单元当前时刻荷载的等效节点力矢量步骤六，根据步骤五计算得出的载荷的等效节点力矢量，求解系统增量形式的动力控制方程，得到下一时刻t+Δt有限单元的位移；步骤七，根据步骤六中有限单元的位移，更新每个网格单元顶点的坐标，完成当前时刻的计算；步骤八，重复步骤二至七计算下一时间步，直至计算完所有时间步。