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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.基于ANSYS的拱坝有限元仿真分析及其在病险水库除险加固中的应用重庆大学工工程硕士士学位论论文学生姓名：李军指导教师：姚刚 兼职导师：高强工程领域：水工结结构重庆大学学建筑与与土木工工程学院院二O一三年年四月Finitte eelemmentt siimullatiion anaalyssis of arcch ddam bassed on ANSSYS and itss apppliicattionn inn thhe rreinnforrcemmentt
2、 off daangeerouus rreseervooir A Theesiss Suubmiitteed tto Choongqqingg Uniiverrsittyin Paartiial Fulffilllmennt oof tthe Requuireemennt forr the DDegrree of Massterr of EnggineeeriingByLi JuunSuperrvissed by Yaao GGanggPluraalissticc Suuperrvissed by Gaao QQianngSpeciialtty：hyddro-strructtureeColle
3、ege of Archhiteectuure andd Civiil EEngiineeerinngof Chhonggqinng Uniiverrsitty ， Chhonggqingg， ChiinaAprill 20133重庆大学硕士学位论文中文摘要摘 要复杂的地形形地貌和和地质条条件下拱拱坝有限限元模型型建立和和非线性性仿真分分析是目目前拱坝坝设计和和分析中中的重要要研究课课题。本本文对拱拱坝的分分析方法法做了总总结对比比，研究了了有限元元分析中中的可视视化、参参数化方方法及它它们实施施技术，开发了了基于AANSYYS平台台的拱坝坝有限元元仿真分分析系统统，并结合合实际工工程对重重庆市
4、酉酉阳县境境内胜利利水库双双曲拱坝坝进行了了三维非非线性有有限元整整体稳定定仿真分分析。首先，研究究了有限限元中的的可视化化理论、参参数化技技术和AANSYYS软件件的二次次开发技技术，介绍了了拱坝有有限元可可视化建建模的参参数化原原理和实实施技术术，以ANNSYSS为平台台，利用AANSYYS提供供的UIIDL、AAPDLL等二次次开发技技术，开发了了具有水水工特色色的拱坝坝仿真分分析系统统，利用它它可较方方便地对对复杂地地基上的的拱坝进进行有限限元建模模和仿真真分析。然后，研究究了有限限元仿真真分析的的基本原原理及其其在ANNSYSS软件中中的具体体实现。阐阐述了三三类非线线性问题题，讨论
5、了了弹塑性性分析的的基本方方程和常常用的强强度准则则，并较详详细介绍绍了ANNSYSS中有限限元仿真真分析的的基本过过程。最后，对胜胜利水库库双曲拱拱坝进行行了有限限元建模模和三维维非线性性有限元元仿真分分析，计算分分析了各各种情况况下坝体体和基岩岩的应力力位移规规律，对大坝坝的整体体安全度度进行了了综合评评判。关键词：拱拱坝，有限元元，仿真分分析，ANSSYS，除险加加固I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRRACTTThe mmodeelinng andd nonnlinnearr FEMM simmulaatioon anaalyssis forr arcch damm dessign
6、ns is an importtantt topic，esspeciallly forr thoose arch damms to be buiilt in locatiionss of ccomplexx topogrraphic andd geoologgical ccondditiionss. In thiis Papper，briief summmaryy andd conntraast forr thee anaalyttical metthodds of arch damm werre ccondductted， thee vissuallizaatioon andd parram
7、eeterrizaatioon of FEMM，andd itss impllemeentaatioon wweree invvesttigaatedd，andd thee sysstemm bassed on ANSSYS，forr thee simmulaatioon FEMM anaalyssis of arch damm wass devvelooped. Andd 3-D nonnlinnearr FEMM simmulaatioon anaalyssis wass theen ccarriied outt forr SheengLLi resservvoirr arch damm，
8、whiich is locateed in Youuyangg Couuntyy，Choongqqingg Proovinnce of Chiina.The vvisuualiizattionn theeoryy andd parrameeterrizaatioon techniqque forr FEMM， andd seconddaryy deevellopiing techniquee forr ANSSYS werre stuudieed. Thee parrameeterrizaatioon prinnciple forr FEMM moddeliing of aarchh daam
9、 andd thee impplemmenttatiion techhniqque werre inttrodduced. By fullly usiing of thee seconddaryy devveloopinng techniiquees pprovvideed in ANSSYS，such as UIDDL，APDDL etcc， a FEMM simmulaatioon anaalyssis sysstemm of arcch damm bassed on ANSSYS wass devvelooped， by meaans of whiich arcch damms on c
10、complexx fouundaatioon ccan be moddeleed andd anaalyzzed connvennienntlyy.Basicc thheorry of nonlinnearr FEMM anaalyssis andd itss reaalizzatiion in ANSSYS werre stuudieed， thrree kinnds of nonlinnearr strructurall behhaviiorss，thee bassic equuatiionss of eelassticc annd plassticc probblemm andd str
11、renggth criiterrionn commonnly useed werre disscusssed. Andd thee bassic processs of FEMM simmulaatioon anaalyssis in ANSSYS wass introdduced in dettaill.Finallly，SheengLLi rreseervooir douublee-curvvatuure arcch damm wass moddeleed andd 3-D FEMM simmulaatioon anaalyssis wass perfformeed，so as to fi
12、nnd outt thee inttegrral saffetyy factorr andd thee strresss andd dissplaacemmentt pattternns of damm andd itss fouundaatioon undder diffferrentt looad commbinnatiion.Keywoordss： aarchh daam，finiite eleemennt， simmulaatioon anaalyssis， ANSSYS ，reiinfoorceemennt oof ddanggeroous.重庆大学硕士学位论文目 录目 录摘 要IA
13、BSTRRACTTII目 录IIII1 绪论论11.1 拱拱坝的发发展概况况11.2 拱拱坝的结结构特点点21.3 拱拱坝的应应力分析析方法31.4 本本文的主主要内容容52 基于于ANSSYS的的拱坝有有限元几几何实体体仿真建建模62.1 有有限元方方法简介介62.2 有有限元软软件ANNSYSS简介102.3 基基于ANNSYSS的APDDL技术术特点122.4 应应用APPDL实实现拱坝坝几何实实体的仿仿真建模模133 拱坝坝仿真分分析在AANSYYS中的的实现273.1 拱拱坝基于于ANSSYS的的有限元元分析流流程273.2 拱拱坝实体体模型的的有限元元网格划划分293.3 拱拱坝有
14、限限元模型型的加载载及求解解383.4 拱拱坝基于于ANSSYS后后处理的的成果分分析384 工程程应用394.1 工工程概况况和研究究内容394.2 胜胜利水库库拱坝仿仿真建模模394.3 胜胜利水库库拱坝仿仿真分析析及结论论394.4 胜胜利水库库拱坝除除险加固固后运行行效果395 结论论及展望望405.1 结结论405.2 展展望40参 考 文文 献42附 录43A. 作者者在攻读读学位期期间发表表的论文文目录：43B. 作者者在攻读读学位期期间取得得的科研研成果目目录：43III重庆大学硕士学位论文 5 结论及展望 1 绪论论 1.1 拱拱坝的发发展概况况 在水利水电电工程中中，挡水水建筑物物的种类类和型式式是多种种多样的的，拱坝坝的水平平截面为为弧形拱拱圈，拱拱圈两端端支承在在两岸岩岩体上，因因此，拱拱坝相对对于其他他坝型更更加安全全。加之之拱坝的的薄壳结结构，极极大地节节省了所所用混凝凝土方量量，更加加经济。所所以，拱拱坝在国国内外有有很大的的发展。 追溯溯拱坝的的发展历历程，据据资料查查证，拱拱坝型式式最初是是由罗马马人在意意大利邻邻近的TTressinaa河上于于16111年修修建了第第一座坝坝高为55 m的的砌石拱拱
