橡膠壩靜動力特性有限元分析.pdf

1、橡膠壩是一種隨著高分子合成纖維和橡膠工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的新型低水頭水工建筑物。因其具有結(jié)構(gòu)簡單新穎、造價低、節(jié)省三材、施工期短、抗震性能好、不阻水、止水效果好、運行管理靈活方便、泄量大淹沒小、維修費用低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于灌溉、發(fā)電、供水、航運、防潮蓄淡、地下水回灌、城市水利、美化環(huán)境、改善區(qū)域小氣候等方面。我國橡膠壩技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)走過了40多個年頭，在我國水利建設(shè)事業(yè)中發(fā)揮了重要作用。在橡膠壩迅速發(fā)展的同時，其安全問題也日益受到關(guān)注。

2、r>　　 本文從橡膠壩的薄膜內(nèi)力和平面問題兩個基本假設(shè)出發(fā)，根據(jù)《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》SL227-98計算出足夠多的壩體截面曲線上點的坐標(biāo)，擬合出壩體截面曲線，采用膜結(jié)構(gòu)的幾何非線性理論，并應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS，對蓄水完成時的壩體形狀建立三維有限元模型。構(gòu)建壩袋材料的Mooney-Rivlin模型并對不同設(shè)計高度的壩袋進(jìn)行單軸拉伸試驗得到壩袋材料屬性，為蓄水、過水溢流分析提供參數(shù)。通過反向加載的方法對橡膠壩蓄水過程進(jìn)行分析，特別是

3、引起壩袋伸長、壩袋強度增加較多的上下游無水的工況進(jìn)行分析。針對橡膠壩過水溢流荷載比較復(fù)雜的情況進(jìn)行了簡化并對壩體施加內(nèi)外荷載，通過分析得到所選材料的壩袋在溢流情況下的極限承載力狀態(tài)。本文對橡膠壩在溢流以及不溢流兩種工況下建立振動基本方程并定義邊界條件，應(yīng)用MATLAB軟件對橡膠壩的振動編制程序并使程序界面化，輸入壩體的基本信息，可以直接計算壩體的自振頻率以及在不同工況下頻率隨壩體上下游水深變化的關(guān)系曲線。
　　 本文研究結(jié)果不僅