经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

基于拱梁分载法的拱坝有限元分析

发布于:2016-02-22 17:57
有限元分析

      拱坝因其投资较省,超载潜力大,适于建造在狭窄深切河谷,在我国的高坝建设中占有重要位置。目前我国在建或拟建的拱坝中,溪洛渡、锦屏一级、白鹤滩等拱坝坝高均在250 m以上,其安全性能不容忽视,一旦失事,将对国民经济和人民生命安全构成重大威胁,甚至影响社会稳定。高拱坝体型较薄,受力复杂,以往工程经验少,因此对其受力状态进行准确评估尤为重要。我国现行拱坝设计规范规定,拱坝应力分析主要采用拱梁分载法和有限元分析法。
       拱梁分载法采用平截面假定,严格意义上应为径向纤维直线假定,因其相应的应力控制准则经历了长期的实践检验,是现行规范推荐的基本方法,但其对特殊体型和坝基的计算灵活性不足,有限元法建模方便,使用灵活,能够应用于复杂结构的应力分析,已迅速发展成为坝工设计的一个重要手段。但有限元法的应力成果,特别是起控制作用的建基面附近的坝体应力,随着网格的密度、单元形式、是否有薄层单元及薄层单元的大小等因素的变化而明显不同。为解决有限元应力成果的稳定问题,一些学者提出了等效应力法,其基本思想是将有限元计算的应力分量沿断面积分得到内力,然后用材料力学法计算断面上的应力分量。随后还提出利用内力平衡的条件予以调整,并推广到非线性层次。
      鉴于分载法和有限元法各自的优点,本研究提出了一种带有分载法基本假定的有限元计算方法,用于拱坝的应力分析。该方法通过插入刚性单元和设定自由度耦合约束两种途径,将径向纤维直线假定引入有限元计算中。该方法可以克服分载法对复杂坝基、复杂结构形式(如垫座、大孔口、局部贴厚等)模拟的局限性,无需设置过渡单元,能够克服等效应力有限元法结果对边界过渡单元选取敏感性的缺陷。
      研究通过选取白鹤滩1/3坝高处典型拱圈(概化为单心等厚圆拱圈)和某一简化的等厚单曲拱坝作为算例,利用大型通用AppANSYS,进行基于径向纤维直线假定的拱坝有限元应力分析探讨,并与拱圈的结构力学法解析解以及拱坝的分载法成果作了对比。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限企业
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限企业www.nataid.com,转载请注明出处和相关链接!

tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------
XML 地图 | Sitemap 地图