基于EFGM-FEM自适应耦合的钢筋混凝土梁（板）抗爆分析

无网格方法由于不需要网格的初始划分和重构，在涉及裂纹扩展、大变形和瞬态动力响应等常规有限元方法难以处理的问题时具有极大的优势和潜力。本项目将无网格迦辽金法（EFGM）引入到钢筋混凝土结构的爆炸响应分析，模拟瞬时大变形和混凝土裂缝开展，成为有限元等传统数值计算方法的重要补充和发展。另一方面，本项目开展无网格迦辽金法（EFGM）和有限元法（FEM）的自适应耦合研究，以充分发挥两种数值方法在钢筋混凝土结构爆炸响应分析中的各自优势。最后，在钢筋混凝土非线性动力无网格迦辽金方法（EFGM）和钢筋混凝土无网格迦辽金-有限元（EFGM-FEM）自适应耦合分析方法的基础上，研究钢筋混凝土梁（板）在爆炸荷载下的动力响应、耗能性能、破坏形态和失效模式，其成果将指导钢筋混凝土受弯构件的抗爆分析与设计。

无网格方法由于不需要网格的初始划分和重构，在涉及裂纹扩展、大变形和瞬态动力响应等常规有限元方法（FEM）难以处理的问题时具有极大的优势和潜力。本项目将无网格迦辽金法（EFGM）引入到钢筋混凝土的爆炸/冲击响应分析，模拟瞬时大变形和混凝土裂缝开展，使EFGM成为有限元等传统数值计算方法的重要补充和发展。研究内容包括：（1）基于试验设计的EFGM非规则布点方案研究；（2）基于ANSYS/LS-DYNA的EFGM数值模拟；（3）钢筋混凝土梁的FEM、EFGM和EFGM-FEM数值模拟；（4）小生境粒子群优化算法（Niching PSO）及其改进和应用。研究表明，本项目提出的改进随机进化算法和分步试验设计算法可以有效提高试验设计构造的效率，有利于应用大规模试验设计。引入了基于试验设计布点的非规则布点EFGM计算可以减少计算区域节点数，提高计算效率。数值计算表明，EFGM-FEM耦合模型充分结合了有限元在精确施加边界条件上的优势和无网格算法处理大变形问题上的优势，又很好的回避了各自存在的一些缺点。研究发现，本项目提出的PSO的随机反射边界技术，将让小生境PSO优化算法更适用于复杂的钢筋混凝土结构抗爆抗冲击优化设计。