An evaluation of methods for numerical integration of constitutive relations of elasto-plastic soil models

Abstract

U radu je dat pregled metoda za numeričku integraciju relacija elasto-plastičnih konstitutivnih modela za tlo. Prikazan je inkrementalno-iterativan postupak proračuna metodom konačnih elemenata, sa osvrtom na značajan uticaj algoritama za integraciju konstitutivnih relacija na tačnost određivanja naponsko-deformacijskih veličina definisanih modelom. Dat je pregled metoda integracije sa opštom podelom na implicitne i eksplicitne metode. Detaljnije je prikazan algoritam za tri odabrane metode koje se mogu primeniti na elasto-plastične modele za tlo sa ocenom ispunjenosti zahteva pouzdanosti, tačnosti i efikasnosti: metodu vodećeg parametra, metodu povratnog preslikavanja i “substepping“ metodu.

A brief overview of methods for numerical integration of stress-strain relations of elastoplastic constitutive models for soil is presented. Firstly, incremental-iterative procedure for finite element method is described with emphasis on the importance of algorithms for numerical integration of constitutive relations. A review of explicit and implicit methods is given. A more detailed assessment of fulfillment of the requirements of reliability, accuracy and efficiency is given for three methods: governing parameter method, return mapping algorithm and substepping algorithm.