连续刚构桥三维有限元参数化建模研究

发布时间：2017-10-20 06:03

  本文关键词：连续刚构桥三维有限元参数化建模研究

  更多相关文章： 连续刚构桥 参数化建模 C++ 网格划分

【摘要】：随着我国经济的飞速发展,通用的有限元软件得到了广泛的应用,结构分析也日益完善。在桥梁结构分析过程中,桥梁的计算精度要求也越来越高。但目前有限元软件(例如桥梁博士,ABAQUS,MIDAS等)多采用梁单元或杆系单元对桥梁进行建模与分析,这无法达到现代桥梁结构计算精度的要求。随着计算机硬件、软件技术的发展和分析要求的提高,采用空间实体单元对桥梁进行高精度分析逐渐成为一种新的发展趋势。目前,现有的桥梁有限元软件对建立桥梁实体结构模型时比较复杂,相应的MIDAS软件出现了“建模助手”,这大大提高了建模效率。而本文针对现有桥梁有限元软件的不足,利用VC++实现单箱单室连续刚构桥三维有限元参数化建模。本文以VC++为平台,利用四面体网格生成接口软件TetGen,研究了变截面箱梁参数化建模的方法。用多连通平面多边形面片描述横截面、用字符串函数描述箱梁截面上各特征点的坐标变化规律,将平面横截面面片映射为空间横截面面片,再自动生成相邻空间面片的连接面片,从而获得箱梁的空间多面体。利用四面体网格划分接口软件Tet Gen对箱梁空间多面体进行四面体网格剖分,自动生成高质量的四面体网格。通过将网格数据写为inp文件导入ABAQUS软件进行受力计算,并与MIDAS CIVIL软件中模型进行比较。其中,参数化主要表现在:横截面的描述,横隔板截面的描述,桥梁变截面曲线描述等等。根据以上所述的内容,本文主要进行了以下工作:(1)研究连续刚构桥横向、纵向模型特点,并将其参数化。(2)学习C++软件的使用,重点学习的是MFC中的视图-文档体系,完成参数化建模时用到界面。用户只需在界面输入变截面桥梁的参数,即可完成建模功能。(3)学习TetGen库的理论知识,确保可以使用TetGen库中的函数对空间多面体进行网格划分,得到较高质量的四面体网格。(4)学习ABAQUS软件的使用。本文中需要将C++软件中生成的网格数据写成inp文件,再将其导入ABAQUS软件,对该模型进行计算,来验证参数化建模的正确性。(5)学习MIDAS CIVIL软件的使用。本文中需要利用MIDAS CIVIL软件建模并进行计算,与ABAQUS软件中的计算结果进行比较,来验证参数化建模的正确性。
【关键词】：连续刚构桥 参数化建模 C++ 网格划分
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.23
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 选题的意义9-10
• 1.3 有限元软件研究现状10-11
• 1.3.1 有限元方法简介10
• 1.3.2 有限元软件简介10-11
• 1.3.3 有限元软件研究现状11
• 1.4 参数化建模11-12
• 1.5 本文工作内容12-13
• 第二章 相关软件介绍13-22
• 2.1 C++软件13-16
• 2.1.1 C++软件简介13
• 2.1.2 文档与视图13
• 2.1.3 MFC控件13-16
• 2.2 MIDAS CIVIL软件16-17
• 2.3 ABAQUS软件17-18
• 2.4 TetGen库18-22
• 2.4.1 TetGen的网格划分原理18-20
• 2.4.2 tetgenio结构的输入与输出数组[19]20
• 2.4.3 TetGen命令行选项20-21
• 2.4.4 TetGen库的使用方法21-22
• 第三章 桥梁实体网格参数化程序设计22-63
• 3.1 原理22-25
• 3.2 程序总体说明25-27
• 3.3 主菜单“截面”27-32
• 3.3.1 子菜单“输入截面”27-29
• 3.3.2 子菜单“横隔板截面的输入与生成”29-32
• 3.4 主菜单“变截面”32-36
• 3.4.1 子菜单“y坐标变化函数”32-33
• 3.4.2 子菜单“变截面生成信息”33-36
• 3.5 主菜单“空间面片”36-37
• 3.6 主菜单“墩”37-38
• 3.7 程序重难点38-63
• 3.7.1 绘制任意平面面片38-41
• 3.7.2 平面横截面面片的生成41-43
• 3.7.3 平面横隔板截面面片的生成43-48
• 3.7.4 桥梁变截面曲线48-50
• 3.7.5 多个基准面下的变截面桥梁50-55
• 3.7.6 变截面桥梁与横隔板的连接55-57
• 3.7.7 主梁与墩57
• 3.7.8 空间面片的生成与查看57-63
• 第四章 本程序使用说明63-71
• 4.1 添加横截面63-66
• 4.2 横隔板截面的输入与生成66
• 4.3 添加y坐标变化函数信息66-67
• 4.4 添加变截面对应信息67-69
• 4.5 墩的生成69-70
• 4.6 空间面片的查看70-71
• 第五章 实例验证71-77
• 5.1 实例简述71
• 5.2 ABAQUS模型的建立71-73
• 5.3 MIDAS CIVIL模型的建立73-75
• 5.4 建模过程对比75
• 5.5 结果对比分析75-77
• 第六章 结论与展望77-79
• 6.1 结论77
• 6.2 展望77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果83

【参考文献】

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本文编号：1065622