雙排插入式大圓筒結構非線性彈簧元耦合數(shù)值模擬及優(yōu)化.pdf

1、本文基于單排插入式大直徑薄壁圓筒結構物模實驗、相關土壓力理論和非線性數(shù)值方法,對圓筒結構筒內、外土壓力和摩阻力的計算方法進行研究,建立了相應的非線性彈簧元數(shù)值分析模型.在此基礎上對雙排插入式大直徑薄壁圓筒結構的工作機理和數(shù)值模型的建立進行了初步探索.主要研究工作如下: 1.根據(jù)插入式大直徑薄壁圓筒結構物模實驗的成果分析,結合相關土壓力理論,提出了根據(jù)圓筒結構插入深度和類型的判別標準,確定結構土壓力的分布模式和摩阻力的計算方法,并

2、用模型實驗的實測值加以驗證. 2.根據(jù)不同土壓力一位移之間的非線性曲線,確定不同土體彈簧的本構關系,建立了外荷載作用下的圓筒碼頭結構的非線性彈簧元的數(shù)值模型.通過與模型實驗的驗證比較,確定合適的土體彈簧的本構模型,用以分析大圓筒碼頭結構. 3.由確定的土體彈簧的本構模型所建立大圓筒碼頭結構的非線性彈簧元的數(shù)值模型,結合實際工程對結構的整體穩(wěn)定和強度進行分析. 4.根據(jù)雙排插入式大直徑薄壁圓筒碼頭結構的受力特點,對

3、筒后土壓力的計算提出了更符合實際工作狀態(tài)的一種修正計算方法. 5.根據(jù)雙排圓筒結構的特點,建立雙排插入式結構的非線性彈簧元耦合數(shù)值分析模型.著重處理前后圓筒接觸面處的數(shù)值模擬問題.通過對數(shù)值模型的有效性驗證,和常規(guī)荷載的加載調試,初步掌握雙排式結構的工作機理.并將該模型用于實際工程加以驗證. 6.結合實際工程,通過建立的雙排插入式結構數(shù)值分析模型,引入相關優(yōu)化變量,采用ANYSYS優(yōu)化模塊,對前后圓筒的筒徑和相對高度進行