基于ABAQUS无限元的静-动力统一人工边界研究

来源：水资源与水工程学报杂志2018年第6期北京时间：

作者：王飞，宋志强，刘昱杰，王建

单位：（西安理工大学水利水电学院

摘要：对于强震作用下的大变形和非线性问题，叠加原理不能被用来计算结构的静-动力综合效应，这就涉及到静、动力边界转换或静-动力边界统一的问题。静-动力边界转换法较为繁琐，且如果不施加由静力边界条件引起的节点约束反力，模型存在不平衡力或不平衡力矩，造成计算结果失真。黏弹性静-动力统一人工边界在结构受切向静力作用时数值解精度不够理想。为了既方便又精确地计算结构的静-动力综合效应，提出了利用无限元建立静-动力统一人工边界，推导出适用于外源波动输入的等效节点力计算公式；基于Python语言，编写了等效节点力计算与施加为一体的程序。这种边界不需要进行静力、动力边界转换、应力场的导入以及边界节点约束反力的施加。无限元静-动力统一人工边界实现相对简单，且数值解精度高于静、动力人工边界转换法和黏弹性静-动力统一人工边界，特别是在切向静力的作用下。

关键词：水工结构,ABAQUS无限元,静-动力综合效应,静-动力统一边界,外源波动输入

基金资助：国家自然科学基金项目（51479165）