|
物质点法 （Material Point Method ，简称MPM）作为无网格法之一，广泛地应用于金属材料塑性大变形、爆炸冲击、高速碰撞、多相介质冲击动力学非线性问题分析。由于物质点法的每个粒子作为拉格朗日单元，背景网格采用固定的欧拉网格，粒子运动变形计算更新是在背景网格单元节点上完成的，然后将更新的背景网格节点参量通过形函数来重新计算粒子的运动状态。 与其他无网格法相比，物质点法结合了欧拉法和拉格朗日法两者的优点，不但解决了有限元网格缠绕畸变的问题，还有效地解决了欧拉法不可回避的数值耗散的缺陷。在物质点数值计算中，对于材料变形、速度、应力应变、位移以及断裂损伤等参量都可以使用离散的粒子单元来描述，由于离散的粒子是处于背景网格所定义的单值速度场内，所以粒子单元之间不可能发生相互穿越问题。因此，物质点法不需要考虑不同材料或多介质分界面的移动、变形、破坏等情形，在边界上连续条件自动满足，这是其他无网格法所不具备的优势。因此，物质点法非常适合计算材料塑性大变形、流-固耦合、爆炸冲击、多相介质相互作用和岩土动力学问题的数值计算。 本报告基于物质点法以及自主研发的无极粒子动力学分析软件，针对各种岩土爆炸冲击动力学问题进行了模拟分析。与有限元法相比，物质点法在岩土爆炸冲击动力学问题模拟分析中展现了突出的优势，在计算岩土多介质耦合及其非线性动力学问题中计算精度和计算效率都优于有限元法，尤其适合岩土细观、非均质介质的精细化建模分析。 |
|
|
