当前位置:主页 > 科技论文 > 水利工程论文 >

乐安惠民水库砌石拱坝体形优化设计

发布时间:2018-10-29 11:43
【摘要】:随着我国水力资源的开发,砌石拱坝在中小型水利工程建设中发挥着重要的作用。它以水泥用量低,大量的筑坝材料能够就地取材,对相关的施工器械和技术需求较低,便于广大群众操作等许多优点进而得到广泛应用。依据科学的方法和理论对坝体体形优化设计是砌石拱坝设计中重要的一个环节,其体形合理与否直接关乎到大坝的造价与安全,是同时也是项目批复与否的重要依据。因此,研究砌石拱坝体形优化的理论与方法有着重要的实际意义。本文针对乐安惠民砌石拱坝坝址的现实状况,结合大坝空间布置,应用有限元软件,综合考虑几何、应力和稳定等约束条件,拟定较优坝体体形设计方案,对优化方案的可行性进行分析论证,从而得出经济而实用的砌石拱坝体形。本论文的主要工作内容如下:(1)本文在总结有限元计算方法的基础上,进一步介绍了有限元法分析的基本原理,列出了有限元数值分析方法的步骤,探究了拱坝优化方法中的设计变量,提出了拱坝优化设计方法中的目标函数,确立了拱坝优化设计中的约束方程,从而构建了基于有限元数值分析方法的拱坝体形优化数学模型。(2)本文探讨了拱坝体形的参数化设计,介绍了拱冠梁及水平拱圈的参数化设计方法,并通过软件内置APDL参数化语言,完成了建立坐标系、拱冠梁曲线、水平拱圈和建立实体模型等建模步骤,详细叙述了模型建立的过程,实现了拱坝的参数化建模。(3)对坝体模型进行不同工况荷载条件下的三维有限元静力分析计算,验证初步设计坝型的安全稳定性能,并通过拱坝优化设计原理及方法,借助有限元分析软件,实现拟建乐安惠民砌石拱坝体形优化设计。
[Abstract]:With the development of hydraulic resources in China, masonry arch dams play an important role in the construction of small and medium-sized water conservancy projects. It has many advantages, such as low cement consumption, large quantity of damming materials, low demand for relevant construction equipment and technology, and easy operation by the masses, and then it has been widely used. According to the scientific method and theory, the optimum design of dam body shape is an important link in the design of masonry arch dam. Whether its shape is reasonable or not is directly related to the cost and safety of the dam, and is also an important basis for the approval of the project. Therefore, it is of great practical significance to study the theory and method of shape optimization of masonry arch dam. In view of the actual situation of Huimin masonry arch dam site in Le'an, combined with the space arrangement of the dam, and the application of finite element software, considering the constraints of geometry, stress and stability, the optimum design scheme of dam body shape is drawn up in this paper. The feasibility of the optimization scheme is analyzed and demonstrated, and the economic and practical shape of masonry arch dam is obtained. The main work of this paper is as follows: (1) on the basis of summarizing the finite element method, this paper further introduces the basic principle of the finite element analysis, and lists the steps of the finite element numerical analysis method. This paper probes into the design variables in the arch dam optimization method, puts forward the objective function in the arch dam optimization design method, and establishes the constraint equation in the arch dam optimization design. Thus, a mathematical model of arch dam shape optimization based on finite element numerical analysis method is constructed. (2) the parametric design of arch dam shape is discussed, and the parametric design method of arch crown beam and horizontal arch ring is introduced. The steps of establishing coordinate system, curve of arch crown and beam, horizontal arch ring and building solid model are completed by APDL parameterized language built in the software, and the process of model establishment is described in detail. The parametric modeling of arch dam is realized. (3) the static analysis and calculation of 3D finite element method are carried out on the dam body model under different working conditions to verify the safety and stability performance of the preliminary design dam type, and through the optimization design principle and method of arch dam, With the help of finite element analysis software, the shape optimization design of the proposed Huimin masonry arch dam is realized.
【学位授予单位】:南昌工程学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TV641.31

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈晓年;常晓林;;拱坝体形优化研究进展[J];湖北水力发电;2008年03期

2 武亮;叶文明;何仕华;;基于ANSYS的拱坝等效应力分析[J];水利水电技术;2006年09期

3 张义;张燎军;;有限元等效应力基于ANSYS的计算[J];水利科技与经济;2006年04期

4 潘海琳;;国内拱坝体形优化设计进展[J];黑龙江水专学报;2005年04期

5 王栋;李守义;曹蔚;;基于ANSYS的拱坝体形优化设计[J];水利水运工程学报;2005年04期

6 朱伯芳;拱坝的有限元等效应力及复杂应力下的强度储备[J];水利水电技术;2005年01期

7 李同春,章杭惠;改进的拱坝等效应力分析方法[J];河海大学学报(自然科学版);2004年01期

8 章杭惠,李同春,温召旺;有限元内力法求解拱坝等效应力[J];水电站设计;2003年02期

9 张伯艳,陈厚群;用有限元和刚体极限平衡方法分析坝肩抗震稳定[J];岩石力学与工程学报;2001年05期

10 陈祖煜,汪小刚,王玉杰,王剑,陆峰;拱座稳定的三维极限分析[J];水利学报;2001年08期

相关博士学位论文 前1条

1 苏超;基于有限单元法的高拱坝优化设计方法体系的研究与应用[D];河海大学;2005年

相关硕士学位论文 前9条

1 郭艳军;砌石拱坝三维有限元分析及设计优化[D];郑州大学;2011年

2 管志保;某拱坝体形优化及坝体应力三维有限元分析[D];西安理工大学;2009年

3 李晓军;基于有限单元法的高拱坝体形优化设计[D];西北农林科技大学;2008年

4 张伟华;基于APDL的三次样条线型拱坝体形优化设计研究[D];扬州大学;2007年

5 刘建雄;基于遗传算法的三心圆拱坝体形优化研究[D];西安理工大学;2007年

6 宋佩峰;有限单元法在拱坝体形优化设计中的应用研究[D];西安理工大学;2007年

7 肖伟荣;基于有限元ANSYS的拱坝体形优化[D];昆明理工大学;2005年

8 赵海涛;基于ANSYS的拱坝可视化建模和有限元仿真分析[D];河海大学;2004年

9 黄国军;拱坝整体稳定的物理模型和数学模型研究[D];河海大学;2004年



本文编号:2297591

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/shuiwenshuili/2297591.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户7a4be***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com