复杂结构拱坝的有限元仿真分析方法研究
利用数值仿真分析方法指导坝体施工已成为坝工设计的一种新方法.对复杂结构拱坝,有限元仿真分析能验证坝体结构设计的合理性;可以优化选择设计方案.经济合理的仿真分析方法选择对推广数值仿真分析在坝工设计中的应用具有重要意义.该文依托峡口拱坝这一工程实例,对复杂结构拱坝的有限元仿真分析方法进行了系统的研究.该文共分六章,各章的具体内容如下:第一章阐述了拱坝设计理论的发展概况、拱坝应力计算的主要方法及其特点,最后总结提出了该文的主要研究内容.第二章介绍了有限单元法的基本原理,详细推导了弹塑性有限元法的基本公式和弹塑性矩阵.从理论上探讨了对有限元计算结果影响较大的网格精度问题;阐述了拱坝有限元仿真分析中的常用单元及其适用条件;总结说明了单元划分的注意事项.第三章利用大型有限元软件ANSYS建立了峡口拱坝三维有限元实体模型和简化模型,提出了具体仿真分析方案.第四章对峡口拱坝进行实体模型和简化模型的坝体结构应力仿真计算,计算结果对比分析表明:建立实体模型进行复杂结构体型拱坝的坝体结构应力仿真分析是非常有必要的.同时对坝体局部的设计方案进行了验证和优选,对坝体横缝进行了参数敏感性分析.第五章全面总结了大坝整体安全度的研究方法、现状以及整体稳定安全度的判断依据.采用不同仿真分析方法对峡口拱坝进行整体安全度研究,研究结果表明:不同仿真方法对复杂结构拱坝的渐进破坏过程、失稳模式和整体安全度的没有太大的影响.最后,对全文进行了总结,展望了该课题需要进一步研究的问题.
复杂结构;拱坝;有限元仿真;值仿真分析;分析方法;整体安全度;实体模型;设计方案;坝体;峡口;结构应力;简化模型;应力仿真计算;整体稳定安全度;参数敏感性分析;弹塑性;有限单元法;有限元软件;有限元计算;三维有限元
武汉大学
硕士
水工结构工程
黄劲松
2004
中文
TV642.4
82
2005-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）