h型自適應(yīng)有限元法計(jì)算重力壩應(yīng)力的控制標(biāo)準(zhǔn)及改善壩踵區(qū)應(yīng)力分布的方法探討.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，有限元法在工程計(jì)算領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范中的應(yīng)力計(jì)算卻仍是以材料力學(xué)法作為基礎(chǔ)，有限元法不能成為其主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其中一個(gè)原因是壩踵、壩趾的應(yīng)力奇異，許多專家、學(xué)者雖對此進(jìn)行了大量的研究，不過此問題一直沒有得到很好地解決。 本文在系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和吸收自適應(yīng)有限元法的主要理論基礎(chǔ)之上，以ANSYS程序作為計(jì)算工具，研究了自適應(yīng)有限元在ANSYS中的實(shí)現(xiàn)過程，為驗(yàn)證其可靠性，首先將其應(yīng)用于L型

2、鋼板的應(yīng)力計(jì)算，并對自適應(yīng)計(jì)算中控制參數(shù)的影響進(jìn)行了研究分析，結(jié)果證明基于ANSYS的自適應(yīng)有限元在工程中應(yīng)用是切實(shí)可行的。然后將自適應(yīng)有限元法應(yīng)用于大壩有限元應(yīng)力取值的研究，通過對不同壩高、彈模比(壩體和壩基)的自適應(yīng)計(jì)算，得到如下結(jié)論： (1)對于給定的全域能量誤差限，采用ANSYS程序的網(wǎng)格剖分自適應(yīng)策略，可以滿足誤差要求，并且基本不受單元尺寸改變控制因子的影響，不因壩踵部位應(yīng)力集中而產(chǎn)生不收斂現(xiàn)象。 (2)對于不

3、同初始網(wǎng)格和無初始網(wǎng)格情況，如果給定一個(gè)相同的全域能量誤差限，從自適應(yīng)有限元應(yīng)力計(jì)算中能夠得到建基面上基本相同的應(yīng)力結(jié)果。 (3)對于重力壩存在一個(gè)穩(wěn)定的臨界全域能量誤差限，它不隨壩高和彈模比的變化而改變，結(jié)果表明臨界全域能量誤差限是穩(wěn)定的，本文通過計(jì)算得到巖基上重力壩的臨界全域能量誤差限為2。 最后，針對傳統(tǒng)有限元計(jì)算壩踵存在較大拉應(yīng)力情況，本文設(shè)想在上游壩基設(shè)置V型槽來改善壩踵區(qū)應(yīng)力分布，并對其位置和尺寸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)