柔性环连网多重非线性DEM分析法

来源：计算力学学报杂志2025年第1期北京时间：

作者：余志祥,刘键,田永丁

单位：西南交通大学 土木工程学院, 成都 610031,中铁二院工程集团有限责任公司, 成都 610031,西南交通大学 土木工程学院, 成都 610031

摘要：针对防落石柔性网系统的多体动力学计算难题,提出了一种用于环连网多重非线性分析的离散元分析方法。开展了12组单环准静态拉伸试验,获得了网环拉伸受力全过程的力-位移曲线,明确了多种钢丝缠绕圈数条件下钢丝环的拉弯临界荷载、破断力、破断变形及破断能量。据此,确定了离散元模型的等效物理参数,并考虑了钢丝环套接区域的压扁软化和拉弯复合受力特性,标定了网环单元离散元模型的Bond键拉弯刚度控制参数,解决了环网单元的弯-拉协调等效难题。建立了密集套结的环连网离散元模型,并开展了环连网顶破全过程的数值模拟,结合环连网部件试验结果进行了比较分析。研究表明,环连网离散元分析方法准确模拟了钢丝环单元的弯-拉大变形受力特征及接触区域拉、弯、压复合受力破断模式;同时再现了环连网部件顶破全过程的接触滑动、塑性变形及冲切破坏等关键物理现象;离散元模型的破断力峰值、破断变形、拉伸刚度、弯曲刚度等关键结果均与试验吻合,验证了方法的合理性与可靠性。研究成果为柔性防护工程多重非线性精确量化分析提供了新途径。

关键词：防护工程,环连网,离散元方法,拉伸试验,数值模拟,

基金资助：四川省科技计划项目重点研发项目(2022YFG0141);四川省科技计划资助项目(2023NSFSC0893);国家自然科学基金(51678504);国家重点研发项目(2018YFC1505405)资助.