砌石拱壩三維有限元分析及設(shè)計(jì)優(yōu)化.pdf

1、砌石拱壩是一種拱形推力結(jié)構(gòu)，不僅能充分利用兩岸巖石強(qiáng)度，同時(shí)具有可就地取材、節(jié)省勞動(dòng)力、初期工程量小等優(yōu)點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)、綜合安全性能高的壩型，在水利建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。
　　 砌石拱壩具有復(fù)雜的幾何形狀、邊界條件及應(yīng)力狀態(tài)，因此，在修建一座拱壩之前，需進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算、變形及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析，以便確定工程項(xiàng)目的可行性。
　　 本文介紹了常用的結(jié)構(gòu)分析方法：純拱法、拱梁分載法及有限單元法。詳細(xì)闡述了有限單元法在拱壩應(yīng)力

2、計(jì)算、變形計(jì)算及在體形優(yōu)化過程中的應(yīng)用，同時(shí)還對(duì)傳統(tǒng)的拱壩優(yōu)化算法及智能優(yōu)化算法進(jìn)行了闡述。借助大型通用有限元分析軟件ANSYS，對(duì)擬建的佛灣水庫砌石拱壩進(jìn)行多種工況下的模擬計(jì)算，通過對(duì)其應(yīng)力狀態(tài)、變形及其體形優(yōu)化結(jié)果分析對(duì)比，進(jìn)而確定該拱壩的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)也為同類型、相似地質(zhì)條件下的拱壩設(shè)計(jì)提供一定的參考。
　　 本文主要研究工作如下：
　　 (1)介紹了拱壩結(jié)構(gòu)分析的傳統(tǒng)計(jì)算方法和有限單元法用于拱壩計(jì)算的原理及步驟。

3、
　　 (2)在ANSYS10.0環(huán)境下進(jìn)行參數(shù)化建模，并對(duì)三維有限元模型進(jìn)行各種荷載組合下的靜力分析及等效應(yīng)力分析，同時(shí)，在地震荷載作用下，將動(dòng)水壓力轉(zhuǎn)化為附加質(zhì)量，對(duì)拱壩進(jìn)行模態(tài)分析，計(jì)算地震情況下壩體的應(yīng)力及變形情況。
　　 (3)了解拱壩優(yōu)化設(shè)計(jì)原理與方法，熟悉蟻群算法的優(yōu)化原理，用C++語言編寫基于圖解的蟻群優(yōu)化算法程序，借助有限元分析，實(shí)現(xiàn)拱壩體形優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 (4)根據(jù)三維有限元計(jì)算結(jié)果及優(yōu)化計(jì)