基于ABAQUS八叉树比例边界有限元法波动输入研究

摘要

针对传统有限元方法在模拟地震波传播过程中存在的网格离散化成本高、处理无限域及应力奇异性困难的问题，基于ABAQUS平台构建了一种八叉树比例边界有限元法(scaled boundary finite element method, SBFEM)。该方法利用八叉树网格的快速生成和局部细化能力，结合ABAQUS强大的求解器和用户子程序UEL,实现了对多尺度结构和波动输入的高效数值模拟。通过在八叉树SBFEM用户自定义单元上施加等效节点力，模拟边界处的波动输入，有效处理了土-结构相互作用分析中的复杂动态响应。数值算例验证了该方法在提高计算效率和精度方面的显著优势，与传统有限元方法相比，计算时长大幅减少，同时保持了结果的精度。工程应用结果表明：该方法为复杂结构的地震响应分析提供了一种高效、精确的数值工具，对实际工程的抗震设计和安全评估具有重要的应用价值。

关键词

比例边界有限元法 / 土-结构相互作用 / 八叉树网格 / 地震动输入