申请/专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所

申请日：2022-04-21

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN114912314B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F17/10;G06F111/04;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2022.09.02#实质审查的生效;2022.08.16#公开

摘要：本发明公开了一种岩土介质弹塑性本构关系隐式自适应应力积分计算方法，步骤是：S1：基于增量步初始时刻的应力张量和应变增量张量，计算试探弹性应力张量；S2：判定增量步内岩土介质加载状态，弹性加载时，将增量步结束时刻的应力张量更新为试探弹性应力张量；S3：当加载状态从弹性过渡至弹塑性，确定过渡点的应力张量；S4：采用2级2阶对角隐式Runge‑Kutta积分法对弹塑性本构关系进行积分步长可控的自适应应力积分计算；S5：更新增量步结束时刻的应力张量、硬化参数向量。相较于显式应力积分法和主流有限元采用的向后欧拉隐式应力积分法，本发明公开的方法操作简便且易行，具有适用性强、计算精度高以及计算效率高的优势。

主权项：1.一种岩土介质弹塑性本构关系隐式自适应应力更新计算方法，其步骤是：S1：计算增量内的试探弹性应力张量，即基于增量步初始tn时刻的应力张量σn和增量步应变增量张量Δε，计算增量步结束tn+1时刻的试探弹性应力张量 式中：De为岩土介质弹塑性本构关系中描述弹性应力应变关系的四阶刚度张量、符号“：”为张量内积；S2：判定增量步内岩土介质的加载状态，即根据弹塑性本构关系中的屈服面函数，分别计算增量步初始和结束时刻的屈服面函数大小：fσn，Hn和其中Hn表示增量步初始tn时刻的硬化参数向量，包含m个分量，即 则增量步内岩土介质处于完全弹性状态，增量步结束时刻tn+1的柯西应力张量σn+1和硬化张量向量Hn+1分别为：Hn+1＝Hn；跳转至步骤S5； 则进入下一步；S3：确定增量步内岩土介质由弹性加载过渡至弹塑性加载时过渡点的应力状态，即当fσn，Hn＜-FTOL时，表明增量步内岩土介质从完全弹性加载状态过渡至弹塑性加载状态，过渡点处柯西应力张量σint如下：fσint，Hn＝fσn+A·De：Δε，Hn＝02式中：A为反映增量步内过渡点位置的标量值；对于非线性方程2，采用二分法迭代求取A值；随后，视过渡点为增量步起始点，将将增量步初始时刻tn更新为tn+Atn+1-tn，柯西应力张量σn更新为σint＝σn+A·De：Δε，硬化参数向量仍为Hn，增量步内的应变增量张量Δε更新为1-A·Δε；进入下一步；若|fσn，Hn|≤FTOL，则增量步内岩土介质处于弹塑性加载状态，进入下一步；S4：采用隐式自适应积分方法对弹塑性加载状态的本构关系进行应力积分计算，即采用2级2阶对角隐式Runge-Kutta法分2级对弹塑性加载状态下的应力应变关系进行积分计算；依据第1级和第2级应力积分计算结果，确定应力积分计算的局部相对误差标量值，依据这一误差标量值自动控制积分步长，实现自适应应力积分计算；S5：更新增量步结束时刻的柯西应力张量σn+1、硬化参数向量Hn+1。

全文数据：

权利要求：

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