基于离散单元法的杆系结构冲击破坏数值模拟研究的任务书.docx

基于离散单元法的杆系结构冲击破坏数值模拟研究的任务书
一、任务背景
随着建筑、桥梁、航空等领域的不断发展，杆系结构的使用越来越广泛。在实际生产和工程建设中，杆系结构的破坏问题往往会直接影响到生产效益和人员安全。因此，对杆系结构的破坏行为进行研究，对于提高杆系结构的抗震、耐冲击性能具有重要的意义。
离散单元法(DiscreteElementMethod,DEM)是一种基于颗粒运动进行模拟的数值方法。该方法可以模拟杆系结构在受到冲击载荷作用时的破坏过程，特别是在局部破坏发生之后，可以看到局部坍塌对整个结构的影响。
二、任务目的
本次任务旨在基于离散单元法，对杆系结构的冲击破坏行为进行数值模拟研究。通过模拟杆系结构在受到冲击载荷作用下的破坏行为，分析局部破坏对整个结构的影响，并探究结构失稳与结构破坏之间的关系，为提高杆系结构的抗震、耐冲击性能提供参考意见。
本次任务的具体研究内容包括：
1.建立基于离散单元法的杆系结构模型，模拟杆系结构在受到冲击载荷作用下的破坏行为；
2.分析局部破坏对整个结构的影响，探究结构失稳与结构破坏之间的关系；
3.对模拟结果进行分析与讨论，为提高杆系结构的抗震、耐冲击性能提供参考意见。
三、任务计划
1.研究前期（2周）：
（1）查阅相关文献，了解离散单元法及其在杆系结构研究方面的应用情况；
（2）选取适当的材料参数和模型尺寸，建立基于离散单元法的杆系结构模型，进行标准单元网格划分；
2.研究过程（4周）：
（1）对建立的杆系结构模型进行材料属性和载荷参数的设定，并进行初始状态的模拟；
（2）对于不同冲击载荷下的杆系结构模型进行破坏模拟，在每个时刻记录杆系结构的状态信息；
（3）在模拟过程中，分析局部破坏对整个结构的影响，探究结构失稳与结构破坏之间的关系。
3.研究后期（2周）：
（1）对模拟结果进行分析与讨论，找出结构失稳与结构破坏之间的关系，并提出相应的建议；
（2）编写研究报告，撰写论文。
四、任务要求
1.熟练掌握离散单元法的原理，了解杆系结构的基本知识；
2.能够熟练使用ANSYS等相关软件建立杆系结构模型，并进行离散单元法数值模拟；
3.能够对模拟结果进行量化分析和相关统计；
4.能够完成包括研究报告和论文在内的相关文献汇总和撰写；
5.任务完成期限为8周，其中研究前期2周，研究过程4周，研究后期2周。
五、参考文献
1.刘群飞.基于离散单元法的杆系结构冲击破坏数值模拟研究[D].杭州电子科技大学,2016.
2.WuL,GaoZ,JinZ,etal.A3Dnumericalsimulationofdynamicsnap-throughfailureinaGFRPbridgedecksubjectedtoamovingload[J].CompositeStructures,2019,213:145-157.
3.ZhouD,ZhangS,ZhangN.Investigationofimpactresponsesofsteelcatenaryriserindeepwater[J].OceanEngineering,2018,151:303-312.
4.LiaoWW,LiuYJ,OuyangCS,etal.Anexperimentalandnumericalstudyonthedrop-weightimpactfailureofalaminatedcompositeplate[J].Thin-WalledStructures,2017,119:297-308.
5.BenasciuttiD,BianchiniA,BosoDP,etal.Staticanddynamicpost-bucklinganalysisofstiffenedthin-walledstructures[J].Thin-WalledStructures,2019,141:404-418.