有横缝高拱坝非线性地震响应动接触模型

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摘　　要:

本文针对有横缝高拱坝的非线性动摩擦接触问题，提出一种新的动接触算法——有限元混合法。该方法根据接触问题局部非线性的特点，将作用在接触体上的力系分解为外力和接触界面上的接触力，以接触体的位移为基本未知量，而以接触区域局部坐标系下的结点接触力为迭代变量，将非线性接触迭代收缩在可能接触面上进行，把复杂的摩擦接触非线性反映在接触力的变化上，使得迭代计算变得简单易行，并且当考虑坝体中有多条横缝的情况，可以保持关于接触力的柔度矩阵的带状性和稀疏性，大大提高了计算效率。文中首先给出了有横缝高拱坝的非线性动摩擦接触问题的力学模型，推导得出了相应的有限元柔度方程，然后详细给出了迭代求解的步骤。最后，用本文方法对地震作用下某高拱坝横缝的张开与闭合过程进行了算例分析。