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高性能三维岩土工程有限元分析软件

高性能三维岩土工程有限元分析软件. Geo FEA. 北京伟思德克科技有限责任公司. 1. Geo FEA 简介.

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高性能三维岩土工程有限元分析软件

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Presentation Transcript

  1. 高性能三维岩土工程有限元分析软件 GeoFEA 北京伟思德克科技有限责任公司

  2. 1.GeoFEA简介 岩土工程有限元分析软件GeoFEA 适用于专业工程师、设计人员、研究人员(包括硕士、博士研究生)和专家学者，可用于模拟地基改善，基础工程，隧道和基坑开挖等领域。GeoFEA 可用于岩土工程中的变形，内力，稳定和孔隙水压力的二维、轴对称、三维有限元分析。GeoFEA 提供了大量可供选择的有限单元，土的模型和直接、迭代求解器，并可按用户需要提供各类程序接口。GeoFEA 在开发过程中得到了(Cambridge University)和(National University of Singapore)的技术支持。 英国剑桥大学 新加坡国立大学 1.1 GeoFEA的工程应用领域  结合挡土系统的深基坑开挖(Deep excavation)  层土中的刚性和柔性基础(Rigid and flexible foundation)  桩基础(Pile foundation)  隧道开挖、平行或者交错隧道的相互作用 (Tunneling)  筑堤 (Embankment)  实验室建模 (Laboratory test)

  3. 1.2 GeoFEA的特点  可用于二维，轴对称和三维有限元分析  可用于排水，不排水和耦合固结分析  可处理多层土、多种加载、分阶段开挖、地下水位和孔隙水压变化等 复杂条件  可计算分阶段开挖中的瞬时沉降  可计算施工阶段中挡土墙的稳定、变形和内力  多种可供选择的土模型，可使用高级土模型来适应原始加载状态和加载 卸载状态的土体刚度，并提供用户土模型接口  多种可供选择的直接和子空间迭代求解器  多种可供选择的二维、三维高次单元  能够处理几何和材料非线性  结合了Newton-Raphson 法和子步应力点算法(substepping stress pointalgorithm)

  4. 几何形状工具 菜单栏 选择工具 编辑定义工具 显示工具 坐标旋转球 缩放尺 点坐标显示编辑区 模型图层 1.3 GeoFEA的友好用户界面 GeoFEA 的建模过程：前处理、模拟施工序列 和后处理

  5. 2.GeoFEA强大三维网格生成功能

  6. t << L L v2 v3 u2 2 v1 v2 u3 3 v3 u1 u2 1 v1 u3 u1 3.GeoFEA的各类单元 3.1 GeoFEA的二维单元库 线性应变杆和梁单元(Linear Strain Bar and Beam Elements) 线性应变接触面单元(Linear Strain Slip (Interface) Element)

  7. 三角形6结点 位移单元  二次位移  线性应变 三角形6结点 耦合固结单元  二次位移  线性应变  线性超静孔 隙水压力 三角形22结点 耦合固结单元  四次位移  三次应变  三次超静孔 隙水压力 三角形15结点位移单元  四次位移  三次应变 四边形 位移单元  二次位移  线性应变 四边形八结点 耦合固结单元  二次位移  线性应变  线性超静孔 隙水压力 二维(2D)三角形和四边形单元

  8. v2 v3 u2 3x, 3y, 3z v1 w2 u3 2x, 2y, 2z w3 u1 1x, 1y, 1z w1 四面体10结点位移单元  二次位移  线性应变 四面体10结点固结单元  二次位移  线性应变  线性超静孔隙水压力 三维线性应变梁单元 六面体20结点位移单元  二次位移  线性应变 六面体20结点位移单元  二次位移  线性应变 三维(3D) 单元

  9. von-Mises 模型 Tresca 模型 外切Drucker-Prager模型 内切Drucker-Prager模型 摩尔-库仑(Mohr-Coulomb)模型 外切Drucker-Prager模型 内切Drucker-Prager模型 摩尔-库仑(Mohr-Coulomb)模型 4.GeoFEA的材料模型  线弹性模型 (Linear elastic)  随深度线性变化的线弹性模型 (Linear variation with Depth) 具有相关塑性流的理想弹塑性模型 (Elastic perfectly plastic model with associated plastic flow rule ) 具有非相关塑性流的理想弹塑性模型 (Elastic perfectly plastic model with non-associated plastic flow rule )  剑桥模型 (Cam-Clay)  修正剑桥模型 (modified Cam-Clay)  双曲线剑桥模型(Hyperbolic Cam-Clay)  Schofield模型 用户模型接口

  10. GeoFEA 的用户材料（土）模型接口 （1） 用户可以自己提供Fortran源代码 或 DLL动态链接库文件 （2） 我们也可以按用户的要求为用户编制材料模型 用户材料（土）模型接口程序umod.f90 或 umod.dll  可选子程序UINIVAR用来设置初始应力， 只用于临界状态土模型  可选子程序UPSTSPAR 用来进行应力、应 变等变量 的更新  必选子程序 UDMAT用来定义应力-应变矩阵

  11. 5.GeoFEA的线性求解器(自动选取 Auto Select Option)  Frontal直接求解器 对称Frontal直接求解器 非对称Frontal直接求解器  Krylov子空间迭代求解器 对称迭代求解器  单元接单元预处理共轭梯度法-EBE PCG  单元接单元或稀疏对称准最小残余法-EBE(Sparse)SQMR 预处理技术：修正雅克比(Modified Jacobi)，广义雅克比 (Generalized Jacobi)和修正对称连续超松弛 (Modified SSOR)预处理  非对称对称迭代求解器  单元接单元稳定双共轭梯度法 - EBE BiCGSTAB  单元接单元重启广义最小残余法 - EBE GMRES (m) 预处理技术：广义雅克比 (Generalized Jacobi)

  12. Krylov子空间迭代求解器求解大规模 三维 有限元问题  简单三维柔性基础问题  8000 个六面体固结单元  自由度总数 > 100,000

  13. 6.GeoFEA强大后处理功能 等值线图示 Contour plot 矢量图示 Vector plot 网格变形 Deformed mesh 等值剖面 Contour planes 等值面图示 Iso-surfaces

  14. 7.GeoFEA 工程应用广泛 开挖 Open-cut 群桩 Pile group 筑堤 Embankment 隧道 Tunnel

  15. 联系信息 公司名称：北京伟思德克科技有限责任公司 公司地址：北京海淀区上地信息路甲28号科 实大厦B座10D 公司电话：010-62988187 公司传真：010-62988287 电子邮件：chenx.geosoft@tritech.com.sg

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