虚拟裂缝模型的接触有限元法实现

沿裂缝可能开展路径设置接触点对，将求解接触问题的有限元混合自由度法进行扩展，以实现混凝土断裂力学虚拟裂缝模型的数值模拟。把作用在结构上的力系分解为外力和接触缝面上的接触力，以结构的位移为基本未知量，而以缝面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缝面上进行，提高了计算效率。计算过程中缝面接触力和开口位移可以显式地求出，故可方便地引入各种类型的混凝土软化本构关系，实现混凝土断裂力学虚拟裂缝模型的数值模拟。首先给出了有限元混合自由度法求解接触问题的基本思路，然后引入混凝土软化本构关系，最后以数值算例说明了该文方法的正确性和有效性。