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《昆明理工大学》 2005年
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基于有限元ANSYS的拱坝体形优化

肖伟荣  
【摘要】:拱坝的体形对坝体的安全、造价和施工等都有着重要的影响。拱坝的安全可靠性是依靠坝体混凝土的强度和两岸拱座岩体的强度和稳定性来保证的。在拱坝体形设计中,一方面需要充分发挥混凝土抗压强度高的优势,以尽量减少拉应力,使坝体承受较为均匀的压应力,把荷载传递至两岸坝基;另一方面要重视两岸拱座的抗滑稳定和岩体变形,使两岸坝肩的推力尽量转向山体内。拱坝体形设计要考虑的三个基本要素是:坝体应力、拱座稳定和工程造价。 拱坝体形优化就是在给定的地形、地质以及荷载作用条件下,利用数学规划的方法,寻找经济合理的体形。随着我国高拱坝建设的发展,体形优化设计更加受到重视,拱坝的设计经验也表明,体形设计是拱坝设计中的两个关键性问题之一。随着工程实践经验的积累和设计水平的不断提高,拱坝的体形逐渐由单心圆拱,多心圆拱发展成为变曲率变厚度的抛物线拱、双曲线、对数螺旋线拱等。而抛物线拱曲率变化连续,既有三心圆拱的优点,又避免了曲率突变的缺点,同时制约拱坝体形的几何参数少于三心圆拱和对数螺旋线拱,因此采用抛物线拱的数量逐步增多,设计与施工相对简单。 目前,用于拱坝体形优化的应力计算方法主要有拱梁分载法和有限元法。本论文的主要工作是利用有限元软件ANSYS的优化功能,对抛物线拱坝的几何参数进行优化,使坝体应力和抗滑稳定均满足规范规定要求的前提下,寻找经济而实用的体形;以拱坝的几何特征参数为设计变量、大坝体积为目标函数,考虑几何约束、应力约束和稳定条件等约束条件。 以ANSYS中的APDL参数化设计语言建立模型、施加水压力、自重以及温度荷载、有限元求解、有限元计算结果的导出(包括各种优化设计变量值,目标函数值,约束条件等),优化收敛条件的判断以及体形优化计算等一系列工作都可以自动完成,无须人工干预,智能化程度较高。通过ANSYS的分析计算,拱坝的应力
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TV642.4

【引证文献】
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1 王渊辉;李军;;拱坝体形优化的有限元分析研究[J];四川建筑科学研究;2012年04期
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1 刘洋;特高拱坝的强度与稳定研究[D];河海大学;2006年
2 李静;曲线形重力坝形体的优化设计[D];西北农林科技大学;2008年
3 董卫;基于等效应力的拱坝统一二次曲线体形优化研究[D];昆明理工大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 傅作新;钱向东;;有限单元法在拱坝设计中的应用[J];河海大学学报;1991年02期
【共引文献】
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1 邵军;项宗方;曹保山;;基于Visual Basic的钢筋混凝土柱火灾下温度场的ANSYS参数化分析[J];安徽建筑;2006年04期
2 张小莉;张永兴;;基于有限元法的加筋路堤影响因素分析[J];地下空间与工程学报;2006年05期
3 吴昊;张子新;徐营;;优化反演理论在隧道围岩参数反演中的应用[J];地下空间与工程学报;2007年06期
4 解来卿,王良曦,李云超;基于ANN的汽车磁力悬架系统参数优化[J];车辆与动力技术;2005年03期
5 陈锦喜;王瑞林;;基于APDL的自动武器复进簧参数化建模与优化设计[J];兵工自动化;2007年02期
6 乔爱科;陈为彩;张宏斌;;血流动力学有限元后处理的集成化开发[J];北京工业大学学报;2009年05期
7 黄虹宾,刘淑艳,郑世琴,阎为革;内燃机散热器设计的新数学模型[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);1998年02期
8 李强;李鹏辉;赵君官;茹站勇;;冲击载荷下自增强身管残余应力变化规律[J];爆炸与冲击;2011年06期
9 范名琦;王永军;刘鑫;;潜艇端部舱壁结构分析[J];船舶力学;2007年04期
10 黄丽华;吴海鹰;;带阻尼条的永磁无刷直流电机转子温度场分析[J];船电技术;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谭伦;王多垠;;内河框架直立式码头抗震分析方法及措施的探讨和应用[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 冯智睿;张恩龙;;隔膜泵曲轴的参数化有限元分析[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
3 李守巨;范永思;张德岗;刘迎曦;;岩土材料导热系数与孔隙率关系的数值模拟分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
4 张雪晶;张建海;吴数伟;;小湾拱坝坝基浅层抗剪稳定复核计算分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
5 曾志华;虞伟建;;ANSYS结构优化技术在机械设计中的应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
6 沈国斌;王荣;;基于ANSYS桁架结构优化设计方法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
7 郭海庆;吴中如;;坝体虚拟弹性地基梁与坝基块体有限元组合的拱坝分载法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
8 陈爱军;;五心变厚高拱坝体形优化设计[A];福建省第十三届水利水电青年学术交流会论文集[C];2009年
9 张军;龚存燕;陈娟;赵晓红;;猴子岩水电站溢洪洞闸室三维有限元分析[A];福建省第十三届水利水电青年学术交流会论文集[C];2009年
10 陶晓瑛;马利华;;基于APDL的相控阵雷达天线结构分析[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 江德增;斜塔斜拉桥施工与运营过程中的力学行为研究[D];华南理工大学;2010年
2 黄永辉;钢管混凝土拱桥拱肋病害机理与影响分析及吊杆更换技术研究[D];华南理工大学;2010年
3 刘向东;24kV永磁机构真空断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
4 罗如登;高速铁路正交异性整体钢桥面结构形式、受力性能和设计计算方法研究[D];中南大学;2010年
5 姚曙光;铁路重载货车结构分析方法研究[D];中南大学;2010年
6 徐鸥明;长寿命沥青路面设计指标与设计方法研究[D];长安大学;2008年
7 巨广宏;高拱坝建基岩体开挖松弛工程地质特性研究[D];成都理工大学;2011年
8 胡卫;高拱坝破损溃决全过程模拟及安全评价方法研究[D];清华大学;2010年
9 潘坚文;高混凝土坝静动力非线性断裂与地基辐射阻尼模拟研究[D];清华大学;2010年
10 吕殿利;特高压电场的数值计算与全局优化[D];河北工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘鸣;双回路直线型圆管角钢组合型输电塔静动力分析[D];山东科技大学;2010年
2 王睿;井筒受采空区塌落影响的破坏机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年
3 张凯;中里坪拱坝加高结构安全性计算分析[D];郑州大学;2010年
4 苗军伟;注塑成型和模具结构一体化分析[D];郑州大学;2010年
5 庞子华;油船改装散货船方案设计及分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 黄铖;无人艇的有限元参数化建模与变截面优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王燕;潜艇结构的优化设计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 谢金鑫;基于参数化有限元的潜水器结构优化设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王洋;自升式平台主体沿桩腿升降过程中的RPD预测[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 胡艳涛;轴承滚子电化学机械加工技术研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 李永松;尹健民;艾凯;;小湾水电站坝基岩体弹模与地应力测试研究[J];地下空间与工程学报;2006年06期
2 赵光恒,林绍忠;试载法与有限元法的耦合方法[J];长江科学院院报;1990年04期
3 马以超,娄绍撑;拱坝体型优化设计中的若干问题探讨[J];大坝与安全;2001年05期
4 邵政权,李胜福,崔宝平,冷显好;改善重力坝坝踵区应力分布方法的探讨[J];东北水利水电;2003年06期
5 罗纬邦;刘涛;刘君;;喀腊塑克重力坝应力分析及体型优化[J];东北水利水电;2007年12期
6 陈知渊;;拱坝及其优化方法的发展现状与展望[J];水利与建筑工程学报;2006年04期
7 赵霞;邰英楼;;基于ANSYS的结构设计优化[J];辽宁工程技术大学学报;2006年S2期
8 程心恕,陈少宝,程旭日;基于可靠性概念的重力坝优化设计[J];福州大学学报(自然科学版);1998年04期
9 李芳,凌道盛;工程结构优化设计发展综述[J];工程设计学报(机械·设备和仪器的开发技术);2002年05期
10 黎展眉;中国拱坝设计容许应力与美国的比较[J];贵州水力发电;2002年01期
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1 钱向东;任青文;赵引;;拱坝的失稳形式及其分析方法[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
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1 陈志伟;溪洛渡高拱坝结构特性及坝肩稳定性三维非线性有限元分析[D];四川大学;2001年
2 祁顺彬;考虑开裂约束的重力坝体型优化设计[D];河海大学;2005年
3 王永新;高碾压混凝土拱坝仿真分析与优化研究[D];广西大学;2005年
4 李松辉;基于APDL及遗传算法的水工结构优化方法及其应用[D];河北农业大学;2005年
5 李维维;用ANSYS作考虑渗透压的边坡稳定分析[D];贵州大学;2006年
6 宋佩峰;有限单元法在拱坝体形优化设计中的应用研究[D];西安理工大学;2007年
【二级引证文献】
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1 张建华;;混凝土拱坝水平拱圈和体形优化目标的探讨[J];湖北水利水电职业技术学院学报;2008年03期
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1 孙素敏;拓扑优化方法在重力坝设计中的应用研究[D];昆明理工大学;2010年
2 李子昌;特高拱坝应力与整体安全度控制指标研究[D];清华大学;2010年
3 赵艳;溪洛渡高拱坝的应力分析及孔口配筋设计研究[D];河海大学;2007年
4 于晓岩;混凝土拱坝三维非线性有限元坝肩稳定分析及程序开发[D];南昌大学;2007年
5 马连军;混凝土拱坝坝肩稳定三维非线性有限元分析研究[D];南昌大学;2007年
6 邹武停;开敞式水闸闸室结构优化设计[D];西北农林科技大学;2012年
7 张纯永;基于流固耦合的软基溢流坝整体优化[D];西北农林科技大学;2012年
【相似文献】
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3 彭彬彬;杨福和;;基于ANSYS的刀具热—应力耦合场分析[A];面向21世纪的生产工程——2001年“面向21世纪的生产工程”学术会议暨企业生产工程与产品创新专题研讨会论文集[C];2001年
4 邵朋礼;尹明静;尹华兵;王军;;某车辆动力传动舱有限元结构分析[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
5 赵建平;陆歆弘;蔡跃;;基于ANSYS二次开发计算PRC(RC)结构火灾下的温度场[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2004年
6 黄玉凯;;ANSYS在宝日希勒露天矿采场边坡稳定性应用分析[A];第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2010年
7 王永召;田旺生;杨明旺;卫旭敏;;ANSYS单元生死技术在模拟导管架建造过程中应用[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下)[C];2011年
8 穆存远;张秀萍;周萌;;计量泵连杆的有限元分析[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
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1 曹磊 古远兴 卿华 王卫国 范志强 王梅;ANSYS在燃气涡轮发动机结构分析中的应用[N];中国航空报;2004年
2 赵辉;ANSYS12.0新版本发布会在京召开[N];机电商报;2009年
3 ;ANSYS 9.0融合更多功能[N];中国计算机报;2005年
4 ;ANSYS协同仿真环境[N];中国航空报;2004年
5 胡建新;有限元的探索[N];光明日报;2002年
6 ;ANSYS在航空工业的应用[N];中国航空报;2002年
7 ;ANSYS 9.0新功能[N];中国航空报;2005年
8 ;ANSYS之独有词汇[N];中国航空报;2004年
9 张铁钧;ANSYS公司与中国航空工业加强合作[N];中国航空报;2003年
10 焦立新;ANSYS新一代航空气动解决方案[N];中国航空报;2004年
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1 武云鹏;有限元线法求解时域问题的研究[D];清华大学;2004年
2 陈强;挥鞭样损伤的生物力学和临床研究[D];第二军医大学;2005年
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4 黄颀;汽车车身部件约束变体建模若干关键技术研究[D];吉林大学;2010年
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6 高协平;小波参数化与小波神经网络研究[D];湖南大学;2003年
7 荣冠;岩土介质非饱和渗流分析及工程应用研究[D];武汉大学;2005年
8 孙艳玲;木材裂纹尖端区域应力场的数值分析和测试[D];北京林业大学;2004年
9 熊雪梅;参数化模糊遗传神经网络及在植物病害预测的应用[D];南京农业大学;2004年
10 蔡永昌;流形方法的理论与应用研究[D];重庆大学;2001年
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1 宿艳彩;基于ANSYS软件的桥架结构参数化有限元分析[D];西南交通大学;2006年
2 肖伟荣;基于有限元ANSYS的拱坝体形优化[D];昆明理工大学;2005年
3 赵海涛;基于ANSYS的拱坝可视化建模和有限元仿真分析[D];河海大学;2004年
4 李晓娟;土体隧道围岩稳定性分析与研究[D];吉林大学;2006年
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7 安兆静;装配式无粘结预应力混凝土连续梁的受力性能有限元分析[D];合肥工业大学;2006年
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