拱橋三維建模及倒塌模擬分析.pdf

1、橋梁是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的樞紐工程。自橋梁開始施工起，就受到各種荷載和環(huán)境變遷的作用，嚴(yán)重的甚至可以導(dǎo)致橋梁的倒塌破壞，造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。
　　 本研究系統(tǒng)的開展了如下幾個(gè)方面的研究以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁倒塌全過(guò)程仿真模擬：首先，在系統(tǒng)查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)及詳細(xì)對(duì)比相關(guān)設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)上，形成了拱橋建模的基本參數(shù)列表。其次，研究了基于布爾運(yùn)算、周邊轉(zhuǎn)折點(diǎn)、變寬點(diǎn)和折板法的截面表達(dá)以及移動(dòng)、復(fù)制、拉伸、漸變等基本的三維建模方法，結(jié)合以上技術(shù)建

2、立了拱橋有限元計(jì)算模型：其中，基于布爾運(yùn)算的截面表達(dá)方法實(shí)現(xiàn)了具有工程語(yǔ)義的截面設(shè)計(jì)特征參數(shù)與實(shí)體幾何面之間的映射，方便進(jìn)行快速的拱橋參數(shù)化建模。第三，系統(tǒng)的研究基于Facade的設(shè)計(jì)模式，通過(guò)引入一個(gè)Facade對(duì)象，減小了系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)提供相對(duì)簡(jiǎn)單接口，為系統(tǒng)容錯(cuò)、構(gòu)件組織、圖形顯示和系統(tǒng)計(jì)算等功能提供了相互獨(dú)立的系統(tǒng)模塊。第四，采用C＃程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，在Microsoft Visual DotNet2005

3、環(huán)境下開發(fā)了基于OpenGL技術(shù)的拱橋建模三維圖形顯示平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了拱橋建模的可視化操作及多文檔的設(shè)計(jì)界面。第五，研究了基于COM技術(shù)的有限元計(jì)算模塊的集成方法和系統(tǒng)子模塊之間數(shù)據(jù)交換方法，以充分利用和集成以往相關(guān)設(shè)計(jì)及計(jì)算模塊。
　　 最后以堤溪沱江大橋?yàn)榉治霭咐?。在結(jié)合自行開發(fā)的分析系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用離散元工具模擬了在一定倒塌工況下該橋的倒塌過(guò)程；倒塌模擬結(jié)果與堤溪沱江大橋倒塌現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，進(jìn)而論證了離散單元法(3MDEM