一种三维层状半无限地基瞬态传热应力耦合数值分析方法

一种三维层状半无限地基瞬态传热应力耦合数值分析方法，该方法包括将半无限域划分为近场与远场区域，并基于相似面与边界表面之间的几何相似性建立坐标变换，形成比例边界有限元坐标系；基于变分原理与虚功原理，在SBFEM坐标系下推导热传导与热应力控制方程，并建立频域下的无量纲热传导矩阵；采用连续分数展开法和舒尔分解求解热传导矩阵，通过改进的精细时程积分法（MPTSIM）实现时域积分；在顺序耦合框架下，先求解瞬态温度场，再将其作为热载荷施加至力学平衡方程中，得到位移场与应力场。该方法在保证高精度的同时显著降低计算规模与资源消耗，适用于三维层状半无限地基中的瞬态热‑力耦合问题的高效分析。