被动源电磁测深三维有限元数值模拟

有限元分析及应用报告利用ANSYS软件对三角形大坝有限元分析

有限元分析及应用报告 题目：利用ANSYS软件对三角形大坝有限元分析姓名：xxx 学号：xxx 班级：机械xxx 学院:机械学院 指导老师：xxx 二零一五年一月

一．问题概述 图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力 作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝 体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： 1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； 2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； 3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算求解

二．问题分析 由题目所给条件可知，该大坝为无限长度，即大坝长度远大于横截面尺寸，且横截面尺寸沿长度方向不变；作用于大坝的 载荷平行于横截面且沿大坝长度方向均匀分布，所以该问题属 于平面应变问题。因此在利用ansys软件建模分析时可以只分 析其一个截面，即能得出大坝体内各处的应变和应力分布状况。三．有限元建模 1．设置计算类型 由问题分析可知本问题属于平面应变问题，所以选择preferences 为structure。 2．单元类型选定 由题目可知需要分别使用三节点常应变单元和六节点三角形单元进行有限运分析。三节点常应变单元选择的类型是PLANE42（Quad4node42），该单元属于是四节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为三节点单元；六节点三角形单元选择的类型是PLANE183（Quad8node183），该单元属于是八节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为六节点单元。因研究的问题为平面应变问题，设置option选项中的Element behavior（K3）设置为plane strain。 3．材料参数 大坝常用材料混凝土的弹性模量为14~29×109N/m2，本题选为20×109N/m2，泊松比为0.10~0.18，本题选为0.15。

有限元分析大作业报告

有限元分析大作业报告 试题1： 一、问题描述及数学建模 图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： （1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； （2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； （3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。 该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况及方向如图所示。 二、采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算 1、有限元建模 （1）设置计算类型：两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题，故均取Preferences 为Structural （2）选择单元类型：三节点常应变单元选择的类型是Solid Quad 4 node182；六节点三角形单元选择的类型是Solid Quad 8 node183。因研究的问题为平面应变问题，故对Element behavior（K3）设置为plane strain。 （3）定义材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3 （4）建几何模型：生成特征点；生成坝体截面 （5）网格化分：划分网格时，拾取lineAB和lineBC，设定input NDIV 为15；拾取lineAC，设定input NDIV 为20，选择网格划分方式为Tri+Mapped，最后得到600个单元。

（6)模型施加约束：约束采用的是对底面BC 全约束。大坝所受载荷形式为Pressure ，作用在AB 面上，分析时施加在L AB 上，方向水平向右，载荷大小沿L AB 由小到大均匀分布。以B 为坐标原点，BA 方向为纵轴y ，则沿着y 方向的受力大小可表示为： }{*980098000)10(Y y g gh P -=-==ρρ 2、 计算结果及结果分析 （1） 三节点常应变单元 三节点常应变单元的位移分布图 三节点常应变单元的应力分布图

有限元分析与应用详细例题

《有限元分析与应用》详细例题 试题1：图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比 较： 1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； 2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； 3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。 一．问题描述及数学建模 无限长的刚性地基上的三角形大坝受齐顶的水压作用可看作一个平面问题，简化为平面三角形受力问题，把无限长的地基看着平面三角形的底边受固定支座约束的作用，受力面的受力简化为受均布载荷的作用。 二．建模及计算过程 1. 分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算 下面简述三节点常应变单元有限元建模过程（其他类型的建模过程类似）： 1.1进入ANSYS 【开始】→【程序】→ANSYS 10.0→ANSYS Product Launcher →change the working directory →Job Name: shiti1→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 单元是三节点常应变单元，可以用4节点退化表示。 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4 node 42 →OK (back to Element Types window)→Options… →select K3: Plane Strain→OK→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数

华科大有限元分析题及大作业题答案——船海专业(DOC)

姓名：学号：班级：

有限元分析及应用作业报告 一、问题描述 图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： 1)分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； 2)分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； 3)当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。

二、几何建模与分析 图1-2力学模型 由于大坝长度>>横截面尺寸，且横截面沿长度方向保持不变，因此可将大坝看作无限长的实体模型，满足平面应变问题的几何条件；对截面进行受力分析，作用于大坝上的载荷平行于横截面且沿纵向方向均匀分布，两端面不受力，满足平面应变问题的载荷条件。因此该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况及方向如图1-2所示，建立几何模型，进行求解。 假设大坝的材料为钢，则其材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3 三、第1问的有限元建模 本题将分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算。 1）设置计算类型：两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题，故均取Preferences为Structural 2）选择单元类型：三节点常应变单元选择的类型是PLANE42（Quad 4node42），该单元属于是四节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为三节点单元；六节点三角形单元选择的类型是PLANE183（Quad 8node183），该单元属于是八节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为六节点单元。因研究的问题为平面应变问题，故对Element behavior（K3）设置为plane strain。 3）定义材料参数 4）生成几何模 a. 生成特征点 b.生成坝体截面 5）网格化分：划分网格时，拾取所有线段设定input NDIV 为10，选择网格划分方式为Tri+Mapped，最后得到200个单元。 6)模型施加约束： 约束采用的是对底面BC全约束。 大坝所受载荷形式为Pressure，作用在AB面上，分析时施加在L AB上，方向水平向右，载荷大小沿L AB由小到大均匀分布（见图1-2）。以B为坐标原点，BA方向为纵轴y，则沿着y方向的受力大小可表示为： ρ（1） = gh P- =ρ g = - 10 {* } 98000 98000 (Y ) y

大坝内应力分析

有限元论文 大坝的应力分析与优化 福建工程学院 姓名：王立友 学号：0607104205 专业：勘查技术与工程班级：0702班 指导老师：张士元 2010-4-26

大坝的应力分析与优化 ————函数加载法分析 前言： 重力坝是一种古老而重要的坝型，主要依靠坝体自身重力来维持坝身的稳定。岩基上重力坝的基本剖面呈三角形，上游面通常是垂直的或者稍微倾向下游的三角形断面。重力坝具有诸多优点，比如安全可靠，结构作用明确，应力计算和稳定分析比较简单等。但是坝体是要承受重力和不断变化的长期作用的水压力，为确保工程和人民的财产安全，坝体的稳定可靠。需要对大坝进行应力分析 有限元单元法作为一种数值计算方法，在工程分析领域中应用较为广泛，自20世纪中叶以来，以其独有的计算优势得到了广发的发展和应用，已出现了不同的有限元算法，并由此产生了一批非常成熟的通用和专业有限元商业软件。随着计算机技术的飞速发展，各种工程软件也得到了广发的应用。本文我们将采用一种有限元软件对大坝的应力进行分析。 1.研究对象： 有一大坝水面高度25m，坝体上端 宽度10m，下端宽度20m，坝体材料的 弹性模量为50GPa，柏松比为0.3。然后 将坝体改进，在大坝的底部设置一个坡 度，对大坝的应力进行分散。如有图所 示 2.研究目的： 试对两种坝体的水坝进应力分析， 来判断两种坝体的安全可靠性。进行优 化选择。 3.研究手段： 利用有限元对其进行分析，该问题 属于线性静力学问题。由于坝体的跨度大 于其他方向上的尺寸，因此在分析工程中 按照平面应变问题求解，同时由于坝体内 侧水的压力是梯度分布的，所以我采用函 数加载法施加荷载。 4.研究过程： a．建立有限元模型，并设定单元类型8 node 82，以及弹性模量和柏松比等材 料属性。 b．创建建和模型，采用直接建模的方 法，直接建立节点和单元。创建大坝

ALGORFEAS程序进行大坝平面应变有限元分析

AL GOR FEAS 程序进行大坝平面应变有限元分析 ●王其武 (甘肃省水利水电勘测设计研究院　甘肃兰州730000) 摘　要:Algorfeas 软件为用户提供了强大的实体建模及网络单元划分工具,通过人机对话建立模型,进行计算,其方法简单、结果直观、精度高,为用户提供模型内,个节点的应力值、位移值及所需各个方面的应力、变位值,帮助设计人员安全设计大型水工建筑物。 关键词:Algorfeas 软件　应力变位　荷载工况中国分类号:TV214 文献标识码:B 文章编号:1004-8863(2001)09-0106-03一、软件与工程 11Algorfeas 软件简介 Algorfeas 软件是一个综合性的大型软件,它涉及到结构分析、场分析、粘性流体动力学分析,多钢体运动学/动力学分析等,特别是它还包括一个独特的、功能强大的有限元专用的CAD 系统———ViziCAD ,是一个专门用于有限元分析的系统。它提供了一个人机对话环境,使人们可以用多种方法自动或半自动地构造复杂的有限元模型,并且可用各种方式,从各种角度来观看检验构成的有限元模型图象;同时可对计算结果进行图形与文字的后处理,使人们在环境中直观而形象的观察计算结果,诸如位移、各种应力分量等;还可以进行各种计算结果的彩色等位线或彩色色调的量的连续分布图的显示等。 21九甸峡水利枢纽工程简介九甸峡水利枢纽属于二等工程,大坝为一级建筑物,正常水位为220010m ,校核洪水位为220215m ,死水位为216410m ,总库容8197亿 。大坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高17611m 坝顶长257146m ,重力坝由挡水坝段、中孔坝段和溢流坝段组成。上游坡比为1∶0125,下游坡比为1∶0175。 二、坝体应力计算本次计算是对优化设计所确定的最高溢流坝段、岸边挡水坝段两个剖面进行平面应变的有限元应力分析,挡水建筑物按“正常蓄水位220410m ”设计的原则设计。计算过程考虑了基础岩体的影响,计算程序用AL GORFEAS 软件,计算工作在Z BmPC486机上进行。 11计算工况 (1)220410m 蓄水位时,大坝承受的基本荷载组合。既:静水压力+坝体自重+泥沙压力+风浪压力+扬压力 (2)校核洪水位时,大坝承受的特殊荷载组合。既:静水压力+坝体自重+泥沙压力+风浪压力+扬压力+地震荷载 (3)220410m 蓄水位时,大坝承受的基本荷载组合迭加地震荷载。既:静水压力+坝体自重+泥沙压力+风浪压力+扬压力+地震荷载 动水压力本次计算未计入。2.计算荷载 (1)静水压力。上游静水压力按三角形分布,计算公式P =1/2×γh 2。γ:水的容重。H :相应正常设计、校核情况下的上下游水深。 (2)坝体自重。坝体砼容重取214t/ 。— 6 01—工程技术 《发展》专辑　2001?9

有限元分析及应用报告-利用ANSYS软件对三角形大坝有限元分析

有限元分析及应用报告 ? 题目：利用ANSYS软件对三角形大坝有限元分析姓名：xxx 学号：xxx 班级：机械xxx 学院:机械学院 指导老师：xxx ~ 二零一五年一月

一．问题概述 图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力 作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝 体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： 1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； 2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； 3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算求解

二．问题分析 由题目所给条件可知，该大坝为无限长度，即大坝长度远大于横截面尺寸，且横截面尺寸沿长度方向不变；作用于大坝的 载荷平行于横截面且沿大坝长度方向均匀分布，所以该问题属 于平面应变问题。因此在利用ansys软件建模分析时可以只分 析其一个截面，即能得出大坝体内各处的应变和应力分布状况。三．： 四．有限元建模 1．设置计算类型 由问题分析可知本问题属于平面应变问题，所以选择preferences 为structure。 2．单元类型选定 由题目可知需要分别使用三节点常应变单元和六节点三角形单元进行有限运分析。三节点常应变单元选择的类型是PLANE42（Quad 4node42），该单元属于是四节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为三节点单元；六节点三角形单元选择的类型是PLANE183（Quad 8node183），该单元属于是八节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为六节点单元。因研究的问题为平面应变问题，设置option选项中的Element behavior（K3）设置为plane strain。 3．材料参数 大坝常用材料混凝土的弹性模量为14~29×109N/m2，本

电磁场有限元分析

水轮发电机单通风沟三维简化模型温升计算 一、问题分析 近年来，随着水轮发电机单机容量的不断增加，在发电机进行能量转换过程中产生的损耗不断增大，使其运行的温升问题日趋严峻。根据上述情况，运用有限元分析方法，建立发电机单通风沟三维简化模型进行发电机温升计算。 二、电机单通风沟有限元分析 1.1 水轮发电机单通风沟三维简化模型建立 根据实际水轮发电机结构和通风沟特点，并考虑可接受误差，进行适当简化，以便于简化有限元分析计算得到以下模型，如图1所示。 图1 发电机单通风沟简化物理模型 由图1所示：水轮发电机单风沟简化物理模型三维求解域在轴向上包含发电机一个通风沟以及通风沟两侧各半个轴向铁心段；幅向上包含发电机定子三个槽、转子两个槽。 根据有限元分析特点，对发电机单通风沟简化物理模型进行网格剖分，得到发电机单通风沟简化物理模型剖分图如图2所示。

图2 电机单通风沟简化物理模型网格剖分 由于物理模型较小，可以适当加密剖分进而提高计算精度，故采用楔形和六面体的混合网格进行剖分，总网格数共48万，节点数为30万。利用有限体积法，将流体场和温度场进行强耦合求解，从而 得到发电机的详细温升分布情况。 1.2 边界条件 在图1中，求解域内的面 S为径向通风沟的进风口，沿径向与面 1 S对应的面2S为径向通风沟的出风口。由此，根据所研究发电机的实1 际运行工况，可以给定如下发电机单风沟物理模型的边界条件：1）冷却空气的初始基值绝对温度为0K； 2）径向通风沟入口 S风速为5.1m/s的速度入口边界，通风沟出 1 口 S为自由流动边界； 2 3）求解域其它外边界均为绝热面，发电机内部流体与固体的接 触面均为无滑移边界面。

三角形水坝的有限元分析

有限元程序 例题: 图示为一水坝示意图,水坝的上面1米处在水面之上,余下部分浸在水中.水的分布荷载gh μ厚 =.E=20Gpa,泊松比17.0= Pρ t=1m,容重为0。 求：水坝的应力分布。 图一 一．单元划分： 1.单元划分：

图二 2.载荷分析： 3675 5.16 1 )21*8.1*(*31221===g g F ρρ 220505.1)21*8.1*(*13132222==?? ? ??++=g g F ρρ 同理可得其他节点力的分布： 132300 8.16)2 1 *8.1*(*12110250 8.15)21 *8.1*(*10882008.14)21 *8.1*(*866150 8.13)21 *8.1*(*644100 8.12)21 *8.1*(*4227226225224223===============g g F g g F g g F g g F g g F ρρρρρρρρρρ

二．数据采集： （1）基本参数： 1.单元数：NE＝36； 2.节点数：NJ＝28； 3.支承数：NZ＝14； 4.节点荷载数：NPJ＝7； 5.半带宽：DD＝（7+1）*2＝16； 6.节点位移数：NJ2＝NJ*2＝56； （2）其它参数： 1.问题类型码：LMX＝0（平面问题） 2.弹性模量：E0＝20000000000； 3.泊松比：MU＝0.17； 4.容重：LOU＝24000； 5.板厚t: TE=1; 6.节点坐标数组：AJZ {0.000000,0.000000,0.000000},//1节点坐标 {0.000000,1.000000,0.000000},//2节点坐标 {0.000000,2.000000,0.000000},//3节点坐标 {0.000000,3.000000,0.000000},//4节点坐标 {0.000000,4.000000,0.000000}, //5节点坐标 {0.000000,5.000000,0.000000},//6节点坐标 {0.000000,6.000000,0.000000},//7节点坐标

ansys大坝受力分析

ansys水坝坝体受力分析 图3-1 水坝截面 υ操作步骤 1. 清除内存，准备分析 1) 清除内存，开始一个新的分析，选择菜单路径Utility Menu>File>Clear & Start New 弹出Clears database and Start New对话框，采用默认状态，单击ok按钮弹出Verify确认 对话框，单击Yes按钮。 2) 指定工作文件名。选取菜单路径Utility Menu>File>Change Jobname 弹出『Change Jobname』对话框，在enter New Jobname项中输入“PlaneStrain”，然后单击ok按钮。3) 定义标题，选择菜单路径Utility Menu>File>Change Title，输入文字“The Plane Strain Pressure Gradient Example：Dam Section”，单击OK按钮。 2. 创建有限元模型 1) 进入前处理器，并定义单元类型1，选取菜单路径Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit /Delete弹出『Element Types』对话框，单击Add弹出如图3-2所示『Library of Element Types』对话框，设置下列选项： 图3-2 『Library of Element Types』对话框 λ左边列表框中选择Solid。 λ右边列表框中选择Quad4node42。 λ Element type reference number：单元编号，输入1。 单击ok按钮，返回Element对话框，单击Option按钮，弹出如图3-3所示『PLANE42 element type option』设置对话框，将K3设置成Plane Strain，单击OK按钮返回 Element Type对话框，单击Close按钮可关闭该对话框。 图3-3 『PLANE42 element type option』设置对话框 2) 定义材料属性1。选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models，打开如图3-4所示『Define Material2 Model Behavior』材料属性对话框。在『Material Model Available』窗口中双击下面的路径：Structural>Linear>Elastic>Isotropic，打开图3-5所示的『Linear Isotropic Properties for Material Number1』对话框。设置下列选项： λ EX：弹性模量，输入2.14e10。 λ PRXY：泊松比，输入0.25。

梯形水坝的有限元分析

一题目 下图为一梯形水坝，载荷沿厚度均匀分布，其尺寸如图所示，厚度t=1m,弹性模量E=79G,泊松μ=0.3，容重ρ=3200. 二划分单元及载荷处理

三输入数据 1.基本参数 ⑴单元数NE=40; ⑵节点数NJ=30; ⑶支撑数NZ=14; ⑷节点载荷数NPJ=7; ⑸半宽带DD=14； ⑹节点位移数NJ2=NJ*2=60; 2.其他参数 ⑴问题类型码LXM,LXM= ⑵弹性常数E,弹性模量EO=79，泊松比μ, MU=0.3; ⑶容重ρ ,LOU=3200; ⑷板厚t,TE=1; ⑸节点坐标数组AJZ.

AJZ(NJ,2)=3029 2827 2625 2423 2221 20 19 1817 1615 141312 1110 987 654 32 135.1075.33 5.10 275.43 5.105.435.10825.45.43 5.1025.55.43 5.10 65.43 5.10 99 95.75.75.75.766665.45.45.45.4333335.15.15.15.15.100000?????????????????????????????????????????????? ? ?? AJZ(NJ,2)中的元素按节点整体码顺序输入，数组行号为节点整体码，每个节点的坐标值存一行，第一列存x 的值.如2x =AJZ(2,1) 4y =AJZ(4,2). ⑹ 节点码数组JM

JM(NE,3)=40 393837363534 3332313029282726252423222120191817161514131211109876543213030302929272726262525232322222121191919181817171515141413131212101099887727 262925282326222521241922182117201514181317121610149138127115948372626252524242222 21212020181817171616141313121211119988776644332221??????????????????????????????????????????????????????????????? ? ?

基于有限元的电磁场仿真与数值计算

鼠笼异步电动机磁场的有限元分析 摘要 鼠笼异步电动机具有结构简单、价格低廉、运行可靠、效率较高、维修方便等一系列的优点，在国民经济中得到广泛的应用。工业、农业、交通运输、国防工程以及日常生活中都大量使用鼠笼异步电动机。随着大功率电子技术的发展，异步电动机变频调速得到越来越广泛的应用，使得鼠笼异步电动机在一些高性能传动领域也得到使用。 鼠笼异步电动机可靠性高，但由于种种原因，其故障仍时有发生。由于电动机结构设计不合理，制造时存在缺陷，是造成故障的原因之一。对电机内部的电磁场进行正确的磁路分析，是电机设计不可或缺的步骤。利用有限元法对电机内部磁场进行数值分析，可以保证磁路分析的准确性。本文利用Ansys Maxwell软件，建立了鼠笼式异步电机的物理模型，并结合数学模型和边界条件，完成了对鼠笼式异步电动机的磁场仿真，得到了物理模型剖分图，磁力线和磁通分布图，为电机的进一步设计研究提供了依据。 关键词：Ansys Maxwell；鼠笼式异步电机；有限元分析

一、前言 当电机运行时，在它的内部空间，包括铜与铁所占的空间区域，存在着电磁场，这个电磁场是由定、转子电流所产生的。电机中电磁场在不同媒介中的分布、变化及与电流的交链情况，决定了电机的运行状态与性能。因此，研究电机中的电磁场对分析和设计电机具有重要的意义。 在对应用于交流传动的异步电机进行电磁场的分析计算时，传统的计算方法因建立在磁场简化和实验修正的经验参数的基础之上，其计算精度就往往不能满足要求。如果从电磁场的理论着手，研究场的分布，再根据课题的要求进行计算，就有可能得到满意的结果。电机电磁场的计算方法大致可以分为解析法、图解法、模拟法和数值计算法。数值解法是将所求电磁场的区域剖分成有限多的网格或单元，通过数学上的处理，建立以网格或单元上各节点的求解函数值为未知量的代数方程组。由于电子计算机的应用日益普遍，所以电机电磁场的数值解法得到了很大发展，它的适用范围超过了所有其它的解法，并能达到足够的精度。对于电机电磁场问题，常用的数值解法有差分法和有限元法两种。用有限元法时单元的剖分灵活性大，适用性强，解的精度高。因此我们采用有限元法对电机电磁场进行数值计算。 Maxwell2D 是一个功能强大、结果精确、易于使用的二维电磁场有限元分析软件。在这里，我们利用Ansys的Maxwell2D 有限元分析工具对一个三相四极电机进行有限元分析，构建鼠笼式异步电机电动机的物理模型，并结合电机的数学模型、边界条件进行磁场分析。

有限元分析题及大作业题答案

有限元分析及应用作业报告 有限元分析及应用作业报告 一、问题描述 图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较： 1)分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算； 2)分别采用不同数量的三节点常应变单元计算； 3)当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算。

二、几何建模与分析 图1-2力学模型 由于大坝长度>>横截面尺寸，且横截面沿长度方向保持不变，因此可将大坝看作无限长的实体模型，满足平面应变问题的几何条件；对截面进行受力分析，作用于大坝上的载荷平行于横截面且沿纵向方向均匀分布，两端面不受力，满足平面应变问题的载荷条件。因此该问题属于平面应变问题，大坝所受的载荷为面载荷，分布情况及方向如图1-2所示，建立几何模型，进行求解。 假设大坝的材料为钢，则其材料参数：弹性模量E=2.1e11，泊松比σ=0.3

三、第1问的有限元建模 本题将分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算。 1）设置计算类型：两者因几何条件和载荷条件均满足平面应变问题，故均取Preferences为Structural 2）选择单元类型：三节点常应变单元选择的类型是PLANE42（Quad 4node42），该单元属于是四节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为三节点单元；六节点三角形单元选择的类型是PLANE183（Quad 8node183），该单元属于是八节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为六节点单元。因研究的问题为平面应变问题，故对Element behavior（K3）设置为plane strain。 3）定义材料参数 4）生成几何模 a. 生成特征点 b.生成坝体截面 5）网格化分：划分网格时，拾取lineAB和lineBC进行Size Conrotls，设定input NDIV 为15；拾取lineAC，设定input NDIV 为20，选择网格划分方式为Tri+Mapped，最后得到600个单元。 6)模型施加约束： 约束采用的是对底面BC全约束。 大坝所受载荷形式为Pressure，作用在AB面上，分析时施加在L AB上，方向水平向右，载荷大小沿L AB由小到大均匀分布（见图1-2）。以B为坐标原点，BA方向为纵轴y，则沿着y方向的受力大小可表示为： ρ（1） P- = gh =ρ = g - 98000 {* } 98000 ) (Y 10 y 其中ρ为水的密度，取g为9.8m/s2，可知P max为98000N，P min为0。施加载荷时只需对L AB插入预先设置的载荷函数（1）即可。 网格划分及约束受载情况如图1-3(a)和1-4(a)所示。 7）分析计算 8）结果显示 四、计算结果及结果分析 4.1计算结果 （1）三节点常应变单元

大坝风险分析的计算方法：进展和挑战

Engineering 2 (2016) xxx–xxx Research Hydro Projects—Article 大坝风险分析的计算方法：进展和挑战 Ignacio Escuder-Bueno a ,*, Guido Mazzà b , Adrián Morales-Torres c , Jesica T. Castillo-Rodríguez a a Institute for Water and Environmental Engineering, Universitat Politècnica de València, Valencia 46022, Spain b Ricerca sul Sistema Energetico—RSE SpA, Milan 20134, Italy c iPresas Risk Analysis, Valencia 46023, Spain a r t i c l e i n f o 摘要 Article history: Received 11 April 2016Revised form 27 June 2016Accepted 1 August 2016 Available online 19 September 2016 近年来，风险分析技术日渐成为大坝安全管理的有效工具。本文系统总结了由国际大坝委员会大坝分析和设计计算专家委员会主办的基准研讨会中与大坝风险分析主题相关的三方面研究成果。２０１１年，基准研讨会讨论了估算重力坝滑动破坏模式下的溃坝概率等问题；２０１３年，会议讨论了大坝风险分析中后果评估在计算方面所面临的挑战；２０１５年，会议对土石坝滑动和漫顶破坏的概率进行了分析。从这三次会议关于大坝风险分析数值计算的研究进展可以发现，对于大坝系统的风险分析，包括下游后果评价以及结构模型的不确定性，风险分析方法都是非常有用的工具。 ? 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (https://www.wendangku.net/doc/cf3962534.html,/licenses/by-nc-nd/4.0/). 关键词大坝 风险分析计算方法安全管理水工结构 1. 引言 对于可能给当地居民和环境造成潜在威胁的大坝结构开展安全水平的可靠评估，具有至关重要的意义，将对相关区域产生重大的经济影响和社会影响。 在坝工领域，目前人们已经普遍使用数值模型进行结构安全水平的定量评估，这主要归功于“国际大坝委员会(ICOLD)大坝分析和设计计算专家委员会”(下文简称“大坝分析和设计计算专家委员会”)所做的大量工作。然而，由于数学建模专家、大坝工程师和管理者之间在认识上存在较大分歧，将数值模型应用于实际工程问题曾经历过一段困难时期。数学建模专家是擅长开发 计算机模型的信息系统专家，大坝工程师则是倾向于使用传统评估方法和基于其可靠经验的专业人员。大坝分析和设计计算专家委员会旨在弥合两者间的分歧，并促进计算机软件在大坝工程领域得到应用。1988年，该委员会被国际大坝委员会指定为临时特别委员会，并最终在2005年国际大坝委员会年会期间，正式成为国际大坝委员会的永久性专家委员会。 为指导和帮助大坝工程师正确使用计算机程序和数值模型，该专家委员会已经推进了广泛的基准计划。目前，已经成功举办了十三届基准研讨会，第一届于1991年在意大利贝加莫举办，上一届于2015年在瑞士洛桑举办。该专家委员会的各种技术目标主要包括：在实测大 * Corresponding author. E-mail address : iescuder@hma.upv.es 2095-8099/? 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (https://www.wendangku.net/doc/cf3962534.html,/licenses/by-nc-nd/4.0/). 英文原文: Engineering 2016, 2(3): 319–324 引用本文: Ignacio Escuder-Bueno, Guido Mazzà, Adrián Morales-Torres, Jesica T. Castillo-Rodríguez. Computational Aspects of Dam Risk Analysis: Findings and Challenges. Engineering , https://www.wendangku.net/doc/cf3962534.html,/10.1016/J.ENG.2016.03.005 Contents lists available at ScienceDirect jou r na l hom e pa ge: w w w.elsev https://www.wendangku.net/doc/cf3962534.html, /lo cate/en g Engineering

ANSYS 大坝受力分析实验报告

大坝受力分析报告 一、问题描述 图1为一水坝受力示意图，大坝几何尺寸如图，水面高度为8m，坝体材料弹性模量为30Gpa，泊松比为0.26，受水的压力呈F=170216*（8-y）线性变化。试对坝体经行应力分析。 图1 水坝受力示意图图2 水坝受力简化图 二、问题分析 1、简化问题 该问题属于线性静力学问题。由于水坝的跨度远大于其他方向上的尺寸，因此在分析过程中按照平面应变问题求解。同时由于坝体内侧水的压力是梯度分布，可 采用函数加载法施加载荷。分析如下图2。 2、网格单元的选取 该水坝受力问题转化为平面问题后，便可采用平面单元类型对其经行划分。经分析本题选取PLANE82 单元对其进行网格划分。PLANE82 是二维8节点结构实体 单元，它为混合（四边形-三角形）自动网格划分提供了更精确的结果，并能承受不 规则形状而不会产生任何精度上的损失。 3、网格划分类型的选取 有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有密切关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，应该避免网格的畸形，因此，划分网格时，应尽量采用映 射网格模式划分。本题中，水坝的形状基本规则，稍做处理即可采用映射网格经行 网格划分。另外，在计算数据变化梯度较大的部位（如应力集中处），需要采用比 较密集的网格。 三、解体步骤 1、建立工作文件名及工作标题 选择Utility→File→Change Jobname 命令，出现Change Jobname对话框。在Enter new jobname栏输入工作文件名：Dam。选择Utility→File→Change Title命令，输入工作标题：Analysis of dam。完成建立。 2、定义单元类型 选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，出现Element Type对话框，点击Add，在Library of Element Type中选取Structural, Quad 8node 82。单击OK。退出对话框。 3、定义材料性能参数 依次选取：Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Model