根据前面所介绍的串行嵌套多尺度实施方法，对一些简单算例进行分析，以验证算法的可行性及有效性，并测试两种不同方法的计算能力、计算精度及效率。表5.2不同方法计算所得等效刚度参数单位：GPa2.单轴拉伸宏观等效力学性能验证为验证嵌套多尺度方法用于材料损伤后的力学性能分析的可行性，对如图5.3所示的体元在单轴拉伸作用下损伤后的等效力学性能进行计算。图5.4考虑局部损伤演化的宏观等效应力与忽略损伤的比较......
2023-08-26
多尺度方法的算法流程与有效性验证
【摘要】：在平均化嵌套有限元多尺度计算过程中，宏观尺度应力并不是直接从宏观本构方程计算得到，需要通过细观尺度有限元计算所得细观应力进行平均化处理后得到。有关调用UMAT与ABAQUS内核语言Python并嵌入ABAQUS平台实现嵌套多尺度算法的更多阐述，有兴趣的读者可参考文献［24］。
嵌套多尺度算法可通过用户材料子程序UMAT与调用ABAQUS内核语言Python并嵌入ABAQUS平台实现。在平均化嵌套有限元多尺度计算过程中，宏观尺度应力并不是直接从宏观本构方程计算得到，需要通过细观尺度有限元计算所得细观应力进行平均化处理后得到。因此，可以根据UMAT完成平均化嵌套有限元多尺度计算的部分内容：通过UMAT提前宏观应变增量n＋1dεG作为细观RVE有限元计算的边界条件，并在完成细观RVE有限元计算后对细观应力进行平均化处理，给出新的宏观等效雅可比矩阵DDSDDE及新的宏观等效应力n＋1σ。
在平均化嵌套有限元多尺度计算过程中，在已知宏观应变增量的情况下需要进行细观RVE有限元有限元计算以获得细观应力分布进而获得宏观等效应力，也就是说，有限元软件需要完成自我调用，而据作者所知尚未有任何商用有限元软件能够实现此功能，因此本书通过有限元分析ABAQUS软件所提供的二次开发功能，调用ABAQUS脚本接口所提供的库函数，绕过ABAQUS／CAE界面，直接操纵ABAQUS内核完成细观RVE的建模、自平衡问题非线性分析、后处理分析结果等操作，并在用户子程序接口UMAT中通过RVE的细观迭代计算结果进行后处理操作，从而获得宏观等效应力和宏观切线模量，完成嵌套多尺度计算。有关调用UMAT与ABAQUS内核语言Python并嵌入ABAQUS平台实现嵌套多尺度算法的更多阐述，有兴趣的读者可参考文献［24］。
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结构损伤多尺度模拟：有效性验证详细阅读
为验证一致多尺度损伤分析中最关键的跨尺度界面单元衔接的效果，这里以一箱形截面悬臂梁为例，考察一致多尺度模拟与单一尺度模拟的计算效果。值得注意的是，在建立多尺度有限元模型时，跨尺度界面位置的选取非常重要，需要在宏细观交界面与损伤孔洞之间留有足够的过渡区。......
2023-08-26
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基于均匀化方法的多尺度分析算法详细阅读
上一章的分析中已经指出，结构损伤嵌套多尺度分析过程是一个双重迭代过程。在数值上表示为通过双尺度分解，含细观扰动项的弹性损伤问题转化为成在宏、细观两个尺度上各自方程的耦合求解。图5.2宏细观双重尺度计算的主要流程......
2023-08-26
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结构损伤多尺度模拟与分析：实施流程与方法详细阅读
应用本章前3节中阐述的结构损伤多尺度分析的基本方程和计算方法，可进行钢结构地震损伤多尺度分析。关于第1个问题，也即结构损伤一致多尺度分析中的跨尺度界面连接问题，在本章的4.3节已有专门论述。有关如何通过UMAT子程序实现材料损伤特性的引入及其流程的详述将在后面的5.1节给出。......
2023-08-26
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结构损伤多尺度模拟与分析验证详细阅读
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2023-08-26
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多尺度模拟与分析：跨尺度界面位移协调方法详细阅读
如图4.10所示，在跨尺度界面上小尺度下的精细单元模型上的某一节点与大尺度下的梁单元节点之间的位置关系，并在跨尺度连接界面处建立局部坐标系xyz。为保证跨尺度界面上位移的协调性，需要在不同尺度单元在跨尺度界面上提出恰当的协调条件。......
2023-08-26
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视觉测量技术中的边缘点检测及多尺度算法详细阅读
空域微分算子法这也是传统的边缘检测算法。小波多尺度检测利用多种尺度的边缘检测算子对图像进行检测，然后综合它们的检测结果以获得理想的输出。基于数学形态学的边缘检测数学形态学是一种有代表性的非结构数学方法。其中，空域微分算子法、曲面拟合法等属于经典的边缘检测算法。图像处理中基于一阶微分的边缘检测是通过梯度法实现的。图4.12所示模板表示图像3×3区域的图像点。......
2023-11-24
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结构损伤量化方法与多尺度模拟分析详细阅读
以如图3.35所示的多根杆件铰接的结构为例，说明铰接结构的损伤量化方法。构件层次损伤为。图3.37单层单跨刚性连接框架结构则框架的水平位移其中积分号表示沿构件长度方向积分，则该框架结构的侧向刚度为若考虑各构件中的损伤导致的界面抗弯刚度折减，则其有效刚度为则即为该框架结构的损伤表达式。......
2023-08-26
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