ABAQUS中的有限元-无限元法在重力坝应力分析应用

"有限元-无限元法在重力坝应力分析中的应用 (2009年)，姜袁，陈灯红，姚艳华，三峡大学土木水电学院，国家自然科学基金重大项目" 这篇论文探讨了在重力坝应力分析中采用有限元-无限元法的应用，该方法特别考虑了坝体与地基的共同作用。有限元法是一种广泛用于结构分析的数值计算方法，它可以将复杂的结构离散化为许多简单的元素，通过这些元素的组合来近似整个结构的行为。然而，对于边界条件复杂，尤其是涉及无限或半无限区域的问题，单纯使用有限元法可能无法准确模拟。 无限元法则是一种特殊的方法，主要用于处理边界不明确或者边界远距离影响较大的问题。它通过特殊的坐标变换和位移函数，模拟无限或半无限域的边界条件。在二维问题中，单向无限单元是一种常用的无限元类型，能够有效地模拟一个方向上无边界的情况。 论文中，作者首先介绍了二维问题中单向无限单元的坐标变换公式和位移函数，然后利用商业软件ABAQUS进行数值实验。ABAQUS是一款强大的非线性有限元分析软件，支持多种复杂问题的求解。研究人员对一个具有精确解的平面问题进行了有限元和有限元-无限元耦合分析，以此验证无限元法在模拟无限域或半无限域问题上的准确性和效率。 通过对比分析，作者发现基于ABAQUS的有限元-无限元法不仅计算量较小，而且精度较高。这种耦合方法在解决重力坝这类需要考虑广阔地基影响的问题时，表现出了其简洁、合理和精确的优势。论文中还以KOYNA重力坝为例进行了静力计算分析，进一步证明了该方法的有效性。 关键词包括有限元、无限元、耦合分析、应力分析和ABAQUS，表明这篇论文主要集中在利用这两种方法的结合来研究大坝的应力分布。中图分类号TV642.3则将其归类于水利工程领域，文献标志码A表示这是一篇学术研究论文。 这篇工作对于理解和应用有限元-无限元法解决实际工程问题，特别是重力坝的应力分析，提供了重要的理论基础和技术参考，对于相关领域的工程师和研究人员具有很高的价值。