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圆形颗粒非连续变形分析的对偶形式

计算力学在工程中的应用 > 计算岩土力学与岩土工程

颗粒物质由大量离散的固体颗粒组成，广泛存在于自然界和人类的生产生活中，其力学行为独特而复杂。基于非连续介质力学的离散元法（DEM），符合颗粒物质的非连续本质，因而被广泛采用来研究颗粒物质的力学行为。非连续变形分析（DDA）和DEM同属于离散类方法/非连续方法，都可以模拟非连续体的力学行为。DEM和原始DDA一样都采用虚拟弹簧来模拟接触，接触计算时需要确定接触刚度，接触刚度的改变对计算结果有着较大的影响，而选择一个合理的接触刚度十分繁杂费时。为了消除接触刚度的影响，本文以变分不等式来刻画颗粒间接触的非线性力学行为，建立了圆形颗粒DDA的对偶形式，其以接触力而非颗粒位移为基本未知量，以相容性迭代代替了原开闭迭代，并具有无需组建系统总刚的特点，最终可以形成高效的并行算法。数值试验，验证了算法和程序的正确性和准确性。