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基于粘弹性边界在重力坝动力分析中的应用
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作者 秦得顺 郭永刚 +2 位作者 苏立彬 罗卫艳 王国闻 《云南水力发电》 2024年第3期74-77,共4页
在重力坝动力分析中,选择合适的人工边界条件可以比较精准地模拟波在模型地基边界位置的传播特点,提高数值分析结果的精度。以西藏藏木重力坝为案例,采用有限元方法,对不同条件下重力坝的动力响应规律进行对比分析。分别从不同边界条件... 在重力坝动力分析中,选择合适的人工边界条件可以比较精准地模拟波在模型地基边界位置的传播特点,提高数值分析结果的精度。以西藏藏木重力坝为案例,采用有限元方法,对不同条件下重力坝的动力响应规律进行对比分析。分别从不同边界条件及不同输入地震动两个方面分析比较,结果表明:同传统的固定边界相比,粘弹性边界条件能够准确地模拟重力坝在地震动力作用下的响应。 展开更多
关键词 重力坝 动力响应 粘弹性边界
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基于粘弹性边界的三维土体地震响应分析 被引量:1
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作者 吴翔 丁海平 《苏州科技大学学报(工程技术版)》 CAS 2023年第4期1-7,共7页
利用有限元软件ANSYS建立了三维成层土体模型,分别进行了在EL-Centro波作用下土体的线性、等效线性化和非线性地震响应分析,其中采用了Extended Drucker-Prager模型模拟土体的非线性特征。通过对不同模型在多遇地震、设防地震和罕遇地... 利用有限元软件ANSYS建立了三维成层土体模型,分别进行了在EL-Centro波作用下土体的线性、等效线性化和非线性地震响应分析,其中采用了Extended Drucker-Prager模型模拟土体的非线性特征。通过对不同模型在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下计算结果的对比分析,得到如下结论:(1)当土体埋深较大时土的非线性影响不够明显,线性、非线性及等效线性化计算结果相差较小。随着埋深变浅和地震动强度的增大,三者出现显著的差异。(2)考虑土体非线性后,随着埋深变浅和输入地震动强度的增加,加速度峰值表现为线性条件大于非线性条件,非线性条件大于等效线性化条件。(3)随着埋深变浅和输入地震动强度的增加,考虑土体非线性时模量衰减,刚度和频率降低。在地震动输入较大时,由于等效线性化过高估计了场地土的非线性特性导致其高频部分快速降低。 展开更多
关键词 粘弹性边界 三维成层 Extended Drucker-Prager模型 地震响应
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基于ABAQUS的粘弹性边界单元及在重力坝抗震分析中的应用 被引量:37
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作者 陈灯红 杜成斌 苑举卫 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期127-132,共6页
考虑了2种不同的地震输入模型,即无质量地基模型和考虑辐射阻尼的粘弹性边界模型。以大型非线性有限元程序ABAQUS为平台,采用FORTRAN语言开发了用户单元子程序VSB_UEL.for,将粘弹性边界有效地嵌入到ABAQUS中。在尽量避免求解自由场的前... 考虑了2种不同的地震输入模型,即无质量地基模型和考虑辐射阻尼的粘弹性边界模型。以大型非线性有限元程序ABAQUS为平台,采用FORTRAN语言开发了用户单元子程序VSB_UEL.for,将粘弹性边界有效地嵌入到ABAQUS中。在尽量避免求解自由场的前提下,将离散的地震荷载转化为等效结点荷载,编写的计算程序可以方便地将等效荷载施加到人工边界结点上,并通过数值算例验证了粘弹性边界单元及波动输入程序的正确性,其求解效率和计算精度均令人满意,最后将该程序应用到在建的某水电站厂房坝段的抗震分析中。结果表明,与传统的固定边界无质量地基相比,考虑了粘弹性人工边界后,坝体的动力响应峰值减小了20%~40%;在进行结构动力响应分析时,考虑无限域地基的辐射阻尼影响是很有必要的。文中的用户子程序及波动输入程序很容易扩展至三维,为同类工程的抗震分析提供了简洁、合理的计算模式。 展开更多
关键词 粘弹性边界单元 波动输入 地震分析 ABAQUS 厂房坝段
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基于ABAQUS的三维粘弹性边界单元及地震动输入方法研究 被引量:19
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作者 苑举卫 杜成斌 陈灯红 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 2010年第3期9-13,共5页
基于大型通用有限元软件ABAQUS,利用FORTRAN语言编写了适用于粘弹性人工边界的外源波动输入子程序SDAB.FOR.该子程序包含粘弹性边界和加载两部分,粘弹性边界通过子程序UEL结合隐式积分算法定义粘弹性边界单元对整个系统的雅克比矩阵贡... 基于大型通用有限元软件ABAQUS,利用FORTRAN语言编写了适用于粘弹性人工边界的外源波动输入子程序SDAB.FOR.该子程序包含粘弹性边界和加载两部分,粘弹性边界通过子程序UEL结合隐式积分算法定义粘弹性边界单元对整个系统的雅克比矩阵贡献来实现;人工边界上的总波场分解为无局部场地效应影响的自由场与局部场地效应引起的散射场,地震波作用于人工边界的自由场荷载可由设计地震动位移时程和速度时程统一表达,利用描述法向荷载和切向荷载的加载子程序DSLOAD、UTRACLOAD实现,从而可方便实现地震动的有效输入,避免了单独求解自由场.将考虑粘弹性边界条件的外源波动输入和内源地震动输入方法分别应用于某高拱坝的动力响应分析,并与常规无质量地基模型计算结果进行了对比,结果表明,考虑地基辐射阻尼的两种地震动输入方法均会显著降低结构的动力响应,其中采用外源波动输入方法的降幅更大. 展开更多
关键词 粘弹性边界单元 外源波动输入 辐射阻尼 ABAQUS 拱坝
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基于UPFs的三维紧支粘弹性边界单元 被引量:11
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作者 尹训强 李建波 林皋 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2012年第3期95-100,共6页
基于三维粘弹性人工边界理论,推导建立了类似于普通有限单元而具有粘弹性人工边界特性的三维紧支粘弹性边界单元,并结合UPFs二次开发的特点成功嵌入通用有限元软件ANSYS中。通过Lamb表面源问题和内源问题算例,对上述建立的单元进行了验... 基于三维粘弹性人工边界理论,推导建立了类似于普通有限单元而具有粘弹性人工边界特性的三维紧支粘弹性边界单元,并结合UPFs二次开发的特点成功嵌入通用有限元软件ANSYS中。通过Lamb表面源问题和内源问题算例,对上述建立的单元进行了验证,计算结果表明,该单元具有与等效弹簧-阻尼器单元相同的精度和稳定性,并且使用更为简便,可操作性更强,同时基于ANSYS强大的开发平台和非线性计算能力,尚可开展其他特殊用途单元的二次开发。 展开更多
关键词 粘弹性人工边界 UPFs 三维紧支粘弹性边界单元
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粘弹性边界梁在低速冲击下的动力响应分析 被引量:6
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作者 陈万祥 郭志昆 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期69-72,78,共5页
实际工程中的梁结构通常具有粘弹性边界,这些约束表现为弹性和阻尼特征。建立了具有粘弹性边界梁的力学模型,该模型综合考虑弹性和阻尼支承、集中质量块以及支承不对称等情况,根据冲击局部区域的接触力-侵入深度关系式并利用拉格朗日方... 实际工程中的梁结构通常具有粘弹性边界,这些约束表现为弹性和阻尼特征。建立了具有粘弹性边界梁的力学模型,该模型综合考虑弹性和阻尼支承、集中质量块以及支承不对称等情况,根据冲击局部区域的接触力-侵入深度关系式并利用拉格朗日方法建立了横向冲击下粘弹性边界梁的动力方程,并通过与简支梁在相同冲击条件下冲击力和横向位移的对比分析,说明了粘弹性支承对结构动力响应的影响。研究表明,粘弹性边界梁的横向位移比简支梁要小,而且位移到达峰值时的时间有所增加,从而提高结构的抗力。 展开更多
关键词 振动理论 弹塑性动力响应 粘弹性边界
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基于粘弹性边界的综合管廊抗震支墩性能分析 被引量:9
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作者 任建喜 李刚 赵文博 《灾害学》 CSCD 北大核心 2019年第A01期14-19,共6页
管线支墩用于给排水管道的支撑,是综合管廊建设的重要组成部分,其加工质量和结构性能也是施工重点控制对象,而地震是影响其使用性能的主要原因。本文提出了一种新型支墩结构,旨在提升结构抗震性能。文中简述了新型抗震支墩的结构特征,... 管线支墩用于给排水管道的支撑,是综合管廊建设的重要组成部分,其加工质量和结构性能也是施工重点控制对象,而地震是影响其使用性能的主要原因。本文提出了一种新型支墩结构,旨在提升结构抗震性能。文中简述了新型抗震支墩的结构特征,在粘弹性边界条件的基础上建立了传统结构和抗震结构的有限元模型,采用动力时程分析的方法对其抗震性能进行了对比分析。研究结果表明:在地震作用下,抗震支墩和普通支墩支承下的管道最大加速度降低了59%,最大应力减小了24.06%,抗震支墩通过阻尼橡胶垫增加结构阻尼,隔离地震对管道的作用,减少管道应力,控制加速度,对管道起到了很好的安全保障。 展开更多
关键词 管道支墩 综合管廊 粘弹性边界单元 抗震性能
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粘弹性边界条件的实现及在地震动场地效应研究中的应用 被引量:1
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作者 黄云 奉建军 《四川建筑》 2018年第3期99-100,103,共3页
文章主要介绍了粘弹性边界以及在粘弹性边界上地震波震源的加载方法。在ABAQUS有限元软件上完成了粘弹性边界的施加,数值模拟结果表明该边界能有效地吸收边界上反射波动的能量。在此基础上将其应用于地震动场地效应研究中,得到了地表峰... 文章主要介绍了粘弹性边界以及在粘弹性边界上地震波震源的加载方法。在ABAQUS有限元软件上完成了粘弹性边界的施加,数值模拟结果表明该边界能有效地吸收边界上反射波动的能量。在此基础上将其应用于地震动场地效应研究中,得到了地表峰值位移与场地覆盖层土层剪切波速及厚度的响应规律。 展开更多
关键词 粘弹性边界 地震动场地效应 放大系数
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埋地管道三参量粘弹性边界地震模型及其动力响应研究 被引量:5
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作者 吴静波 杜强 +2 位作者 曾祥国 李伟 赵清龙 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2022年第3期240-250,共11页
目前,地下工程地震模型边界普遍采用刚性边界和两参数粘弹性边界,一方面,刚性边界完全没有考虑边界上的能量交换;另一方面,两参数粘弹性边界采用的Kelvin固体模型无法描述松弛特性,即不能描述岩土完整的蠕变、松弛、回复的粘弹性特性。... 目前,地下工程地震模型边界普遍采用刚性边界和两参数粘弹性边界,一方面,刚性边界完全没有考虑边界上的能量交换;另一方面,两参数粘弹性边界采用的Kelvin固体模型无法描述松弛特性,即不能描述岩土完整的蠕变、松弛、回复的粘弹性特性。首先,从无限域岩土介质中截取土-结构的有限模型,并在截面的边界节点上施加Kelvin-Voigt固体元件,建立三参量粘弹性人工边界,并推导了边界的法向和切向等效参数。然后,利用有限元模拟了Lamb表面源问题和P波斜入射的波动问题,得到的位移数值解与(近似)理论解吻合良好,验证了三参量粘弹性边界的有效性。最后,针对江油地区的抗震设防要求,使用校正后的EI Centro波作为输入载荷,建立埋地输气管道的三参量粘弹性边界地震模型,研究了地震波输入角和管道埋深对管道动态响应的影响,获得了埋地管道关键位置的动力学响应规律。提供的方法和获得的数据对埋地输气管道的抗震设计、施工和安全运营具有参考价值。 展开更多
关键词 地震载荷 埋地输气管道 三参量粘弹性边界 动态响应 数值模拟
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地震作用下粘弹性边界边坡模型处理方法
10
作者 郄禄文 许璐璐 陶佳骥 《山西建筑》 2017年第29期69-70,共2页
针对两侧高度存在差异的岩土边坡问题,采取Plane82标准单元体来模拟岩体边坡,并在所截取矩形区域外围施加粘弹性边界,随后在对称模型的计算条件下,截取地震记录包含峰值在内的前10 s历程,将应力时程作为荷载输入,分析地震波在岩石边坡... 针对两侧高度存在差异的岩土边坡问题,采取Plane82标准单元体来模拟岩体边坡,并在所截取矩形区域外围施加粘弹性边界,随后在对称模型的计算条件下,截取地震记录包含峰值在内的前10 s历程,将应力时程作为荷载输入,分析地震波在岩石边坡中的传播。结果显示,针对拥有粘弹性边界的边坡稳定性提出的模型处理方法简单易行且计算结果合理可靠。 展开更多
关键词 地震作用 边坡 对称性 粘弹性边界
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二维弧形一致粘弹性边界单元在ABAQUS中的应用 被引量:9
11
作者 尹尚之 叶丹 +1 位作者 梁应军 游海燕 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2017年第1期69-74,共6页
针对以往粘弹性动力人工边界前处理工作繁杂和计算精度不高等问题,基于ABAQUS有限元软件,提出1种采用弧形一致粘弹性边界单元模拟半无限域人工边界的全新思路。详细阐述了弧形一致粘弹性边界单元人工边界在有限元软件中的实现方法,并通... 针对以往粘弹性动力人工边界前处理工作繁杂和计算精度不高等问题,基于ABAQUS有限元软件,提出1种采用弧形一致粘弹性边界单元模拟半无限域人工边界的全新思路。详细阐述了弧形一致粘弹性边界单元人工边界在有限元软件中的实现方法,并通过算例研究了该边界单元的可靠性,结果表明:其精度比普通粘弹性边界提高了4%~8%。同时,研究了弧形一致粘弹性边界单元厚度对有限元数值模拟结果的影响,得出了该边界单元的厚度会对模拟精度产生直接影响的结论,建议其厚宽比在1~2范围内取值。 展开更多
关键词 人工边界 弧形一致粘弹性边界 边界单元 粘弹性人工边界 数值模拟
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一致粘弹性人工边界及粘弹性边界单元 被引量:421
12
作者 刘晶波 谷音 杜义欣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1070-1075,共6页
提出了一致粘弹性人工边界及粘弹性人工边界单元的概念,推导了二维一致粘弹性人工边界单元刚度及阻尼矩阵,并在其基础上使用矩阵等效原理实现了采用普通有限单元模拟的二维粘弹性边界单元。均匀半空间算例与成层半空间算例验证了粘弹性... 提出了一致粘弹性人工边界及粘弹性人工边界单元的概念,推导了二维一致粘弹性人工边界单元刚度及阻尼矩阵,并在其基础上使用矩阵等效原理实现了采用普通有限单元模拟的二维粘弹性边界单元。均匀半空间算例与成层半空间算例验证了粘弹性边界单元具有与集中粘弹性人工边界相同的精度,并且实施更为简便。 展开更多
关键词 粘弹性人工边界 人工边界单元 有限元 成层半空间 结构-地基动力相互作用
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三维一致粘弹性人工边界及等效粘弹性边界单元 被引量:302
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作者 谷音 刘晶波 杜义欣 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期31-37,共7页
基于粘弹性人工边界推导了三维一致粘弹性人工边界单元的刚度及阻尼矩阵,利用单元矩阵等效原理采用普通有限单元构造了等效粘弹性边界单元来模拟三维粘弹性边界。均匀半空间算例与成层半空间算例证明三维粘弹性边界单元具有与集中粘弹... 基于粘弹性人工边界推导了三维一致粘弹性人工边界单元的刚度及阻尼矩阵,利用单元矩阵等效原理采用普通有限单元构造了等效粘弹性边界单元来模拟三维粘弹性边界。均匀半空间算例与成层半空间算例证明三维粘弹性边界单元具有与集中粘弹性人工边界相近的精度,并且施加更为简便。 展开更多
关键词 波动 粘弹性人工边界 三维有限元模型 人工边界单元 成层半空间 结构-地基动力相互作用
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粘弹性边界在流固耦合系统动力分析中的应用 被引量:7
14
作者 牛志伟 李同春 赵兰浩 《水电能源科学》 2007年第4期68-71,32,共5页
将粘弹性人工边界应用于重力坝—地基—库水系统的地震反应分析中,分析了系统在水平地震荷载作用下的响应,并与传统的无质量地基模型和无限地基模型进行比较,粘弹性边界模型所得结果与无限地基模型非常接近,而无质量地基模型的计算结果... 将粘弹性人工边界应用于重力坝—地基—库水系统的地震反应分析中,分析了系统在水平地震荷载作用下的响应,并与传统的无质量地基模型和无限地基模型进行比较,粘弹性边界模型所得结果与无限地基模型非常接近,而无质量地基模型的计算结果偏大。通过比较不同地基范围下粘弹性边界对坝面加速度和动水压力分布的影响,得出了在采用粘弹性边界时地基范围取1.5H坝高即可满足要求。尽管考虑库水可压缩性增大了坝面动水压力,但却减小了坝面加速度响应。 展开更多
关键词 粘弹性人工边界 动水压力 地震动输入
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粘弹性边界元法预测锚喷支护隧道围岩稳定性 被引量:18
15
作者 徐干成 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期12-15,共4页
采用理论分析、新奥法工程专家经验及原始测试资料三者相结合的方法,以粘弹性边界元理论为力学计算工具、工程类比定性内容为修正依据,探讨和发展设计、施工和现场量测一体化的分析方法。
关键词 隧道 粘弹性边界 锚喷支护 围岩 稳定性
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基于三维粘弹性边界的升船机塔柱结构地震响应分析 被引量:1
16
作者 杨小乐 陶桂兰 《水电能源科学》 北大核心 2018年第6期88-91,80,共5页
以金沙江下游支流上某拟建升船机塔柱结构为例,通过ABAQUS有限元软件,采用编写的计算程序实现了三维粘弹性边界及地震动输入,并通过算例验证了所提方法的正确性。采用考虑无限地基辐射阻尼的三维粘弹性人工边界模型及无质量地基模型,分... 以金沙江下游支流上某拟建升船机塔柱结构为例,通过ABAQUS有限元软件,采用编写的计算程序实现了三维粘弹性边界及地震动输入,并通过算例验证了所提方法的正确性。采用考虑无限地基辐射阻尼的三维粘弹性人工边界模型及无质量地基模型,分析了高扬程大型升船机塔柱结构在横河向及顺河向7度地震作用下的动力响应。结果表明,塔柱结构顶部横河向位移大于顺河向;塔柱筒体与筏形基础接触面出现应力集中现象,承受较大的压应力,筏形基础顶部中间部分两端承受较大的拉应力;与无质量地基模型计算的动力响应相比,粘弹性人工边界模型计算的塔柱结构动力响应相对较小。 展开更多
关键词 塔柱结构 粘弹性人工边界 无质量地基 地震响应
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粘弹性边界及地震动输入在ABAQUS中的实现
17
作者 胡烨之 翟秋 +1 位作者 张雅琪 卢昌红 《江淮水利科技》 2022年第5期5-9,I0001,共6页
ABAQUS有限元软件在水利工程中应用广泛,人工粘弹性边界和等效节点荷载法是水工构筑物地震动力响应分析的常用方法。基于ABAQUS计算内核,采用Python计算机语言编写了二次开发程序,实现了人工边界处各节点的弹簧、阻尼器及等效节点荷载... ABAQUS有限元软件在水利工程中应用广泛,人工粘弹性边界和等效节点荷载法是水工构筑物地震动力响应分析的常用方法。基于ABAQUS计算内核,采用Python计算机语言编写了二次开发程序,实现了人工边界处各节点的弹簧、阻尼器及等效节点荷载自动设置的功能,并具体阐述了程序编译流程和关键要素。建立的典型SV波底面入射模型对程序的适用性进行了验证,结果表明地震波的传递及反射规律与理论解一致,程序合理可行。 展开更多
关键词 粘弹性边界 地震动输入 ABAQUS 程序开发
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多层土粘弹性边界的二维斜入射SH波时域输入 被引量:1
18
作者 陈维 《山西建筑》 2007年第25期84-85,共2页
采用不同人工边界区分区确定人工边界非外行波场,然后根据波动传播特点、应力状态及其自由地表反射规律和应力状态变换在时域下解析计算边界荷载,算例表明,斜入射输入技术简单、高效且模拟精度高。
关键词 SH波斜入射 粘弹性人工边界 显式有限元法
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基于分块法改进的等效一致粘弹性边界在抗震动力分析中的应用
19
作者 陈子祎 刘文白 《水电能源科学》 北大核心 2018年第4期92-95,共4页
在结构抗震动力分析中,通常利用等效一致粘弹性边界代替粘弹性边界来模拟无限地基的辐射阻尼效应,但一般将散射波源至整层人工边界中心的距离作为一个常数代入对应参数的理论公式中,导致计算的动力响应会有一定的偏差。为此,提出利用分... 在结构抗震动力分析中,通常利用等效一致粘弹性边界代替粘弹性边界来模拟无限地基的辐射阻尼效应,但一般将散射波源至整层人工边界中心的距离作为一个常数代入对应参数的理论公式中,导致计算的动力响应会有一定的偏差。为此,提出利用分块法对等效一致粘弹性边界进行修正,即将边界分成一定的块数分别计算散射波源至每一块人工边界中心的距离,以减弱偏差的影响。以某重力坝为例,利用此方法分别计算了分块数取1、5、10、15时对应的关键点位移应变及加速度时程变化,验证了分块法对等效一致粘弹性边界修正的有效性和可行性。 展开更多
关键词 等效一致粘弹性边界 分块法 抗震分析 时程分析法 ADINA
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粘弹性边界在ABAQUS中的应用及验证
20
作者 任东帅 《山西建筑》 2019年第7期92-93,共2页
对有限域内的土体加载地震波的方法进行了论述,使用ABAQUS有限元分析软件进行数值模拟,通过计算二维矩形土体模型,验证使用粘弹性人工边界的正确性及可行性。
关键词 ABAQUS 粘弹性边界 地震波
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