隨著我國高速鐵路和城市軌道交通的迅速發展,隧道結構在工程中被廣泛應用。然而,針對隧道結構中的存在的時空耦合粘彈性問題的求解,傳統數值方法在計算精度和效率上目前還難以滿足現實需求。本文基于等幾何比例邊界元方法和分段時域自適應算法,發展了一種新的高精度、高效率的數值計算方法,并將其初步應用于隧道結構蠕變位移的分析。本文所提的求解粘彈性材料蠕變位移的數值計算方法在實施過程中涉及時域和空間域的離散。在時間域上,采用分段時域自適應算法,將時空耦合的非線性粘彈性問題轉化為一系列線型彈性空間問題,并在相應的時間步長內獲得規定的計算精度,實現自適應計算。在空間域上,采用等幾何比例邊界元方法,實現CAD與CAE數據的統一,僅需對求解域邊界進行離散,繼承了比例邊界元方法在求解無限域和應力奇異問題的優勢,進一步提高了求解精度和效率。本文研究內容主要包含以下幾個方面:1、對等幾何分析中非均勻有理B樣條(NURBS)性質進行數值驗證研究,完成了平面曲線擬合和節點插入加密細化的數值模型,為后續工作的開展提供了理論基礎。2、推導彈性問題的等幾何比例邊界元方程求解過程。通過數值算例驗證所建模型準確性,并與傳統比例邊界元方法在計算精度和效率上進行了對比。3、結合分段時域自適應算法與等幾何比例邊界元方法,提出了新的求解粘彈性問題的數值計算方法。推導了利用時域自適應等幾何比例邊界元方法求解粘彈性問題的數值求解過程,并通過數值算例驗證了所提計算方法的正確性。4、利用所建的數值計算方法,在隧道結構分析中進行了初步應用。通過數值結果對比,進一步驗證了所提方法的可行性和有效性,為隧道結構蠕變位移的求解提供了一個新的思路。通過數值算例結果分析,針對粘彈性蠕變問題,所提數值計算方法在計算精度和效率上明顯優于傳統方法,并具有較好的實際工程應用價值。在本文的研究工作基礎之上,還可對相關問題做進一步的深入研究。
【學位單位】：大連交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U451
【部分圖文】：

２人受傷；２０１３年西安地鐵施工發生坍塌事故，造成５名工人被埋并全部遇難；２００８??年１１月１５日，浙江杭州風情大道地鐵一號線工地發生塌方事故，造成４人遇難１７失??蹤。表１．２和圖１．２給出了我國２００８年－２０１６年隧道事故的具體統計數據｜２］。??表１．２?２００８年－２０１６年我國隧道事故統計｜２］??Ｔａｂｌｅｌ?．２?Ｃｈｉｎａ?Ｔｕｎｎｅｌ?Ａｃｃｉｄｅｎｔ?Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ?ｉｎ?２００８?ｔｏ?２０１６??Ｉ模板丨山體Ｉ泥石??事故類型?塌方冒頂爆炸室息透水?ｔ?雪崩??爆裂滑坡?流??發生次數／次?４２?６￣?５?３?￣１?１?１?１??死亡人數?／?人?１２１?１７?４０?１３?９?３?￣２￣￣?４?４￣＾??平均死亡人數／人?３?３?８?４?４?￣３?２?４￣?４??２??

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?度的提高，對分析模型網格重構，修改與加密的耗時也隨之增多，嚴重影響了產品研發??周期，圖１．４給出了產品規模與分析時間的關系圖｜１（）］。從圖中可以發現隨著分析規模的??結構不斷增大，分析所需時間成指數式增長。同時ＣＡＥ中分析模型的建立大多采用多??項式差值的方法，因此單元之間存在不連續性，使得計算結果的精度有限。研究工作者??希望在ＣＡＤ與ＣＡＥ間建立起統一的聯系，使用統一的數值模型進行網格劃分和分析計??算
【參考文獻】

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本文編號：2893549