基于ABAQUS 的粘彈性動力人工邊界精確自動施加

徐 磊 葉志才 任青文 杜小凱

(1.河海大學水利水電工程學院, 南京 210098;2.河海大學土木工程學院, 南京 210098;3.宿遷市水務局, 江蘇宿遷 223800;4.中國水電工程顧問集團公司, 北京 100120)

在對結構-地基動力相互作用問題的計算分析中,如何考慮無限地基的輻射阻尼效應是核心問題之一[1].若人工截取有限區域地基來模擬無限地基,則會使得散射波在人工截取的邊界上產生反射而導致模擬失真.目前,在截取的有限域邊界上設置合理的動力人工邊界條件是解決這一問題的有效方法[2].近年來,相關學者已提出了多種動力人工邊界條件,如粘性邊界、旁軸近似邊界、透射邊界和粘彈性邊界等[3].其中,粘彈性動力人工邊界[4]以其精度較高、能模擬人工邊界外半無限介質彈性恢復性能且有良好的頻率穩定性而在結構-地基動力相互作用問題的有限元分析中得到了廣泛的應用.

對于實際工程中的結構-地基動力相互作用有限元分析,一般均需采用三維計算模型,隨著工程仿真建模的日益精細化,有限元分析模型存在大量的邊界結點,數量通?？梢赃_到數千甚至更多.當采用粘彈性動力人工邊界時,由于各邊界結點與散射波源(結構)之間距離不等、各結點所控制的邊界面積不等以及各點所在區域的地基材料也會有所差別,因而,對于各邊界結點,需逐點計算其彈簧系數及阻尼系數并施加彈簧單元及阻尼器單元,有限元前處理工作量浩繁.為了便于處……