波形護(hù)欄板耐撞性研究的發(fā)展展望

　　長期的仿真分析與試驗(yàn)對(duì)比表明，動(dòng)態(tài)顯式有限元方法(E-FEM)的確是進(jìn)行波形護(hù)欄板耐撞性分析的好方法。E一FEA三不能解決結(jié)構(gòu)碰撞山東波形護(hù)欄板表變現(xiàn)局部大畸變的問題，其主要原因就是FEM分析中的單元崎變程度大大超過了薄殼單元習(xí)論所允許的崎變程度，即單元的變形程度超過了單元理論的適用范圍。

　　已經(jīng)提及自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)不適于汽車碰撞波形護(hù)欄板等大變形分析的問題理由，沖實(shí)上，除此之外，還有兩個(gè)重要的理由;

　　第一，在沖壓分析中，雖然網(wǎng)格細(xì)化會(huì)導(dǎo)致臨界時(shí)間積分步長的顯著減少，但沖壓速度很低，應(yīng)變率效應(yīng)與慣性效應(yīng)不明顯，故可人為提高沖壓速度并采用質(zhì)量密度乘子等法縮短CPU時(shí)間。汽車碰撞波形護(hù)欄板類分析卻不同，因碰撞波形護(hù)欄板速度(50kmh)遠(yuǎn)高于沖壓速度(7kmh)，應(yīng)變率效應(yīng)與慣性效應(yīng)明顯，故不能采用人為提高碰撞高速公路護(hù)欄板速度的方法來縮短CPU時(shí)間，如應(yīng)用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)，將大大減少臨界時(shí)問積分步長，導(dǎo)致CPU時(shí)間大幅增加。

　　第二，汽車碰撞波形護(hù)欄板等大變形問題中的局部大崎變也遠(yuǎn)比沖壓中的局部大綺變嚴(yán)重，若采用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)，則需更高的細(xì)化級(jí)別，而受單元理論的制約，單元尺寸不可過分細(xì)化，因單元的尺寸一且細(xì)化到與其厚度較接近時(shí)，薄殼單元就變成了實(shí)體單元，薄殼單元理論就不再適用了。

　　可見，要解決大變形結(jié)構(gòu)耐位性分析中的大疇變問題，必須發(fā)展新的方法。

　　無網(wǎng)格法(即無單元法)是一新興方法，其特征是離散模型僅用節(jié)點(diǎn)描述，而不需節(jié)點(diǎn)的連接信息，即不需“單元”，故不存在單元崎變問題，既避免了單元網(wǎng)格生成及臨界時(shí)間積分步長的問題，又提供了連續(xù)性好、形式靈活的場函數(shù)，適合處理大崎變問題。事實(shí)上，它已在彈性力學(xué)、斷裂力學(xué)、巖土力學(xué)、二維薄板沖壓分析等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在處理大畸變問題上表現(xiàn)出了超凡的能力。

　　然而即使是EFGM這類已被大量研究的無網(wǎng)格法仍有許多尚待解決的問題。如整體位移函數(shù)的構(gòu)成復(fù)雜、形函數(shù)的形成需要求矩陣的逆和相乘運(yùn)算等，而最主要的就是由此導(dǎo)致的計(jì)算速度特別慢的問題(約比對(duì)應(yīng)的低次E-FEM慢4一10倍)，故不適合處理大型分析問題。

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