| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-22页 |
| 1.1 课题背景 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第13-20页 |
| 1.2.1 结构抵抗倒塌研究现状 | 第13-14页 |
| 1.2.2 DEM方法研究及应用现状 | 第14-18页 |
| 1.2.3 网壳结构倒塌破坏研究现状 | 第18-20页 |
| 1.3 本文主要工作 | 第20-22页 |
| 1.3.1 研究出发点及思路 | 第20页 |
| 1.3.2 主要研究工作 | 第20-22页 |
| 第二章 杆系结构DEM方法基本原理与推导 | 第22-49页 |
| 2.1 颗粒DEM方法基本原理 | 第22-25页 |
| 2.1.1 基本概念与假设 | 第22-23页 |
| 2.1.2 平行粘结接触本构模型 | 第23-24页 |
| 2.1.3 计算求解流程 | 第24-25页 |
| 2.2 杆系结构DEM方法——平面问题 | 第25-32页 |
| 2.2.1 结构离散模型的建立 | 第25-26页 |
| 2.2.2 运动控制方程的建立与求解 | 第26-28页 |
| 2.2.3 接触本构方程的建立与推导 | 第28-30页 |
| 2.2.4 弹簧接触刚度系数的推导 | 第30-32页 |
| 2.3 杆系结构DEM方法——三维问题 | 第32-38页 |
| 2.3.1 运动控制方程的建立与求解 | 第32-33页 |
| 2.3.2 接触本构方程的建立与推导 | 第33-37页 |
| 2.3.3 弹簧接触刚度系数的推导 | 第37-38页 |
| 2.4 单元的质量与转动惯量计算与修正 | 第38-41页 |
| 2.5 边界和初始条件 | 第41-42页 |
| 2.6 静力解问题 | 第42-46页 |
| 2.6.1 阻尼的确定 | 第42-44页 |
| 2.6.2 时间步长的选取 | 第44页 |
| 2.6.3 算例分析与验证 | 第44-46页 |
| 2.7 DEM方法与其它数值计算方法的区别与联系 | 第46-48页 |
| 2.7.1 DEM方法与FEM方法的区别与联系 | 第46-47页 |
| 2.7.2 DEM方法与有限质点法的区别与联系 | 第47-48页 |
| 2.8 小结 | 第48-49页 |
| 第三章 基于DEM方法的杆系结构几何大变形分析 | 第49-66页 |
| 3.1 研究背景与分析思路 | 第49-51页 |
| 3.1.1 研究背景 | 第49-50页 |
| 3.1.2 DEM方法分析思路 | 第50-51页 |
| 3.2 几何非线性静力大变形问题模拟与分析 | 第51-57页 |
| 3.2.1 平面杆系结构静力问题模拟与分析 | 第51-55页 |
| 3.2.2 空间杆系结构静力问题模拟与分析 | 第55-57页 |
| 3.3 几何非线性动力大变形问题模拟与分析 | 第57-65页 |
| 3.3.1 Rayleigh阻尼的应用 | 第57-60页 |
| 3.3.2 地震作用的输入 | 第60-61页 |
| 3.3.3 动力大变形问题模拟与分析 | 第61-65页 |
| 3.4 小结 | 第65-66页 |
| 第四章 基于DEM方法的杆系结构弹塑性分析 | 第66-93页 |
| 4.1 研究背景与分析思路 | 第66-67页 |
| 4.2 不考虑截面塑性开展的塑性铰模型 | 第67-73页 |
| 4.2.1 弹塑性模型的建立 | 第67-69页 |
| 4.2.2 弹塑性状态的确定 | 第69-71页 |
| 4.2.3 屈服准则 | 第71-72页 |
| 4.2.4 计算流程 | 第72-73页 |
| 4.3 可考虑截面塑性开展的纤维模型 | 第73-81页 |
| 4.3.1 截面纤维应变的计算 | 第73-75页 |
| 4.3.2 材料本构方程 | 第75-76页 |
| 4.3.3 加卸载准则及计算流程 | 第76-80页 |
| 4.3.4 截面接触内力推导 | 第80-81页 |
| 4.4 算例分析与验证 | 第81-91页 |
| 4.4.1 三杆平面桁架结构弹塑性分析 | 第81-83页 |
| 4.4.2 平面悬臂梁弹塑性大变形分析 | 第83-85页 |
| 4.4.3 平面杆件单向受力时弹塑性分析验证 | 第85-86页 |
| 4.4.4 空间直角刚架弹塑性分析 | 第86-87页 |
| 4.4.5 40m跨K8型单层网壳结构地震作用下弹塑性时程分析 | 第87-91页 |
| 4.5 小结 | 第91-93页 |
| 第五章 DEM/FEM耦合计算方法 | 第93-118页 |
| 5.1 研究背景与分析思路 | 第93-94页 |
| 5.2 显式有限元方法 | 第94-98页 |
| 5.2.1 显式积分算法 | 第94-95页 |
| 5.2.2 单元内力的计算 | 第95-98页 |
| 5.3 DEM/FEM耦合计算模型 | 第98-103页 |
| 5.3.1 计算域的划分 | 第98-99页 |
| 5.3.2 系统控制方程的建立 | 第99-100页 |
| 5.3.3 界面耦合力的计算 | 第100-101页 |
| 5.3.4 耦合模型计算分析流程 | 第101-103页 |
| 5.4 耦合模型需要讨论的几个问题 | 第103-105页 |
| 5.4.1 接触点对 | 第103-104页 |
| 5.4.2 罚系数的确定 | 第104页 |
| 5.4.3 时间步长的选取 | 第104-105页 |
| 5.5 算例分析与验证 | 第105-110页 |
| 5.5.1 平面悬臂梁大变形分析验证 | 第105-107页 |
| 5.5.2 网壳结构受冲击荷载作用下的瞬态动力分析 | 第107-110页 |
| 5.6 单层网壳振动台试验模型1地震作用下倒塌数值模拟 | 第110-117页 |
| 5.6.1 试验模型1概况 | 第110-112页 |
| 5.6.2 网壳DEM/FEM耦合计算模型 | 第112页 |
| 5.6.3 数值模拟及与试验对比分析 | 第112-117页 |
| 5.7 小结 | 第117-118页 |
| 第六章 考虑构件断裂的单层网壳结构倒塌破坏数值模拟 | 第118-139页 |
| 6.1 研究背景与分析思路 | 第118-119页 |
| 6.2 构件断裂模拟 | 第119-122页 |
| 6.2.1 断裂准则 | 第119-121页 |
| 6.2.2 断裂模式 | 第121-122页 |
| 6.3 计算分析流程 | 第122-123页 |
| 6.4 算例分析与验证 | 第123-128页 |
| 6.5 单层网壳振动台试验模型2地震作用下倒塌破坏模拟 | 第128-134页 |
| 6.5.1 试验模型2概况 | 第128-129页 |
| 6.5.2 网壳耦合计算模型 | 第129-130页 |
| 6.5.3 焊缝断裂模拟 | 第130页 |
| 6.5.4 数值模拟及与试验对比分析 | 第130-134页 |
| 6.6 单层网壳振动台试验模型3地震作用下倒塌破坏模拟 | 第134-138页 |
| 6.6.1 试验模型3概况 | 第134页 |
| 6.6.2 网壳耦合计算模型 | 第134-135页 |
| 6.6.3 焊缝断裂模拟 | 第135页 |
| 6.6.4 数值模拟及与试验对比分析 | 第135-138页 |
| 6.7 小结 | 第138-139页 |
| 第七章 结论与展望 | 第139-142页 |
| 7.1 主要结论 | 第139-140页 |
| 7.2 主要创新点 | 第140页 |
| 7.3 不足与展望 | 第140-142页 |
| 参考文献 | 第142-153页 |
| 攻读博士学位期间所发表(含投稿)论文 | 第153-154页 |
| 致谢 | 第154页 |
