LS DYNA PML完美匹配层单元的实用应用探索

应用背景

混凝土大坝、核电站、高层建筑、桥梁等大型土木结构体质庞大，在地震荷载的激发下会导致支撑土体或岩石的运动，进而进一步影响结构本身的运动。结构与土壤之间的这种相互作用需要精确建模，以设计抗震结构，正确评估现有结构的抗震安全性。

这种土壤结构相互作用的工程分析存在若干难点：

一） 对相关地震断层和地质特征的了解有限：

二） 现有分析软件中缺乏准确的地震输入方法：

三） 无法有效地模拟无限大的土壤域。

LS-DYNA现在有一种新的土壤结构相互作用分析方法，它高效、合理地应用地震力，并以较低的计算成本准确模型无边界域。LS DYNA将地震力纳入土壤结构模型，只使用土壤结构界面的自由场地面运动, 无边界域是采用完美匹配层模拟，可以有效的吸收边界上的反射波。

案例说明

如上图所示，模型分为三个部分，柱体，土体和包裹土体的PML土体，材料参数如下：

PML单元材料为*MAT_PML_ELASTIC，弹性模量和密度均和土体保持一致，除了材料采用230号材料外，PML土体的单元算法要选择2号算法，如下图所示。

土体和柱体之间采用*INTERFACE_SSI关键字定义接触，该关键字在地震结构分析中非常常用，具体的用法也可以参考LS DYNA的关键字手册，这里不再赘述。

采用*DEFINE_CURVE的定义地震荷载，地震荷载的施加采用*LOAD_SEISMIC_POINT施加在土体和柱体的接触面上。

计算结果

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