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基于离散单元法的杆系结构冲击破坏数值模拟研究的开题报告
一、选题的背景及意义
随着现代科技的不断进步，人们对于地球内部结构的理解也越来越深入。地下工程建设已经越来越重要，例如矿山、水坝、隧道等。在这些地下建筑物中，杆系结构具有重要的地位。同时，冲击破坏问题是地下工程建设中一个十分重要的问题。冲击荷载可能是来自于地震、爆炸和水波等因素。因此，对于冲击荷载下杆系结构的破坏行为进行深入研究，不仅能够加深对于杆系结构工作原理的认识，而且能够为科学地设计和施工地下工程提供指导意义。
离散单元法（DEM）是一种用于杆系结构分析的数值方法。DEM利用了分割粒子和实体之间的障碍物作为近固体层。当应力超过障碍物间的相互作用力时，粒子会发生变形或破裂。通过这种方法，可以对杆系结构的变形和破坏行为进行计算和分析。因此，应用DEM方法对杆系结构在冲击荷载下的破坏行为进行数值模拟，具有重要的理论和实际价值。
二、研究内容及方法
本文研究内容是对离散单元法在杆系结构冲击破坏数值模拟中的应用进行研究分析。研究目标是探究DEM方法在杆系结构冲击破坏数值模拟中的适用性，并对其应用进行优化。研究方法主要包括以下几个方面：
1.建立数学模型
对于复杂的杆系结构，需要建立相应的数学模型来进行分析。本文将DEM方法作为数值分析方法，建立杆系结构数学模型，并利用随机算法采样生成不同的杆系结构样本。
2.分析结构受力
在杆系结构冲击破坏数值模拟中，力的分布和传递是非常重要的。本文将采用DEM方法对杆系结构在冲击荷载下的受力情况进行分析和计算，确定结构受力分布和变化情况。
3.定量分析破坏行为
破坏是杆系结构在冲击荷载下的最终状态。因此，了解杆系结构各部位的破坏行为是十分关键的。本文将通过DEM方法对杆系结构破坏行为进行定量分析，并探讨与冲击荷载大小和杆系结构自身特性等因素的关系。
4.优化DEM数值模拟
DEM方法在数值模拟中存在的问题很多，例如模型参数、计算时间等问题。本文将对DEM方法在杆系结构冲击破坏数值模拟中的应用进行优化。
三、预期的研究成果及意义
本文以离散单元法为基础，对杆系结构在冲击荷载下的破坏行为进行数值模拟研究，将得出以下预期研究成果：
1.经过数值模拟分析，可以得出冲击荷载下不同杆系结构的变形和破坏行为，并探讨与自身性质和冲击荷载大小等因素之间的关系。
2.对于离散单元法在杆系结构冲击破坏数值模拟中的应用进行优化。
3.为工程实践提供指导意义。
四、研究进度安排
本文预计的研究工作进度如下：
1.研究文献及前期调查，建立杆系结构冲击破坏数值模拟模型，完成数值模拟算法优化的调整工作，完成论文指导老师审核意见的整理，确定本毕设的主题——15天
2.样品的选取，模拟结果数据的收集和处理——45天
3.模型将设计和搭建，测试模型的有效性和实用性——50天
4.根据收集到数值模拟算法的结果，撰写论文——120天