PFC使用簡支梁模型驗證參數
因為離散元和有限元的本構思路不一樣,之前也講過。
所以采用離散元模擬構件一樣需要通過單元試驗去標定參數。
在混凝土構件中,單元試驗包括抗拉抗壓抗彎,以及三點彎曲等。
這里用材料力學中經典的簡支梁模型模擬PFC中的樁(梁)模型
這里模擬的是C30混凝土的變形和抗彎強度特性。
簡支梁模型為約束豎向位移,梁中間加集中力。
這里采用規則排列的顆粒來模擬,優點是:
1、可以節省樁的顆粒數
2、可以方便的計算剪力和彎矩
缺點也有:
樁不能發生抗壓破壞
不能反映泊松比
但是在離散元計算中,這兩個缺點完全可以忽略。
第一,梁一般是由于彎曲產生的拉破壞,第二,對于細長桿件來說,泊松比引起的橫向應變并不是很重要。

如圖為模型圖。規則排列的顆粒左下角和右下角的顆粒約束了豎向位移。中間一個加載板下壓。
這里只需要給兩個參數就可以,pb_emod=E,pb_ten=抗拉強度
其余都不重要。
來觀察加載板下壓時候理論撓度和模擬撓度。







圖中為位移場,和實際相接近。
縱坐標為撓度,橫坐標為中心的力。
紅色線為理論值,綠色線為模擬值。反算出的P臨界值為9.6e3,也是比較接近的。
這里將接觸的豎向力作為剪力,橫向力對中性軸的力矩作為彎矩進行校驗。
上圖為模擬出的剪力分布,可以看到和彈性力學解比較接近,中間大,兩邊稍小。
而且此時的中心力P=1.68e3
剪力理論值為P/2=8.4e2,圖中的值和理論值比較接近的。
彎矩分布可以有兩種,一種是對剪力積分,一種是我采用的對中性軸的力矩。后者更加符合離散元的思維,但是由于我這里中性軸粗略的認為是截面中心,所以和理論值6.8e2有出入。后面可以根據接觸的拉或者壓確定中性軸,再進行計算。不過對于離散元來說,這種粗略的計算已經足夠了。
縱坐標為擾度,橫坐標為中心加載的力。
紅色線為理論,綠色線為模擬值。這里由于離散元的顯式迭代法會有波動,但是一直圍繞理論值變化。
這里根據
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簡支梁模型代碼以及剪力和彎矩輸出代碼
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