地震中结构碰撞的接触单元模型的改进算法

针对用于地震碰撞分析的接触单元模型提出了一种改进求解方法。该方法把碰撞问题等效为一个弹簧—振子模型,由振子、弹簧和阻尼器构成。振子的运动过程代表碰撞的压缩和恢复过程。可以通过对运动方程的求解,得到相对压入量、相对压入速度、碰撞力、碰撞持续时间及其相互关系。该求解方法没有像常用求解方法假设压缩过程和恢复过程中耗散能量相等或者相对压入速度绝对值相等,所以可以得到精确解或者无限接近精确解的近似解。在碰撞中能量耗散较小的情况下,Hertzdamp模型常用求解方法得到的结果接近精确解；而当能量耗散较大时,与精确解的差别就比较大。改进算法不论碰撞中能量耗散大或者小,都可以得到无限接近精确解的结果。因此,改进算法比常用算法更具优越性,尤其是对于存在大量能量耗散的地震碰撞问题。