ANSYS零阶方法和一阶方法的重力坝断面优化研究

基于ANSYS软件的优化模块,利用参数化设计语言APDL编制程序,并根据重力坝基本断面的几何特性及约束条件,先拟定一组初始条件对重力坝在各项荷载作用下的应力进行模拟。然后分别使用零阶方法和一阶方法对重力坝断面进行优化设计,使重力坝在满足几何约束条件、应力约束条件和抗滑稳定约束条件的前提下,断面面积最小,实现设计的经济性和可行性,最后将两种优化方法的结果进行对比。     

曲线重力坝形体的优化设计

针对三角形断面并非理论上的最优断面的问题,将重力坝上下游做成曲面形式,利用有限元分析软件ANSYS的优化功能,对曲线重力坝的几何参数进行优化。以重力坝上下游曲线方程的系数作为设计变量,以主要荷载下的抗滑稳定和应力控制为约束条件,以单位坝段的断面面积为目标函数,建立混凝土重力坝结构优化设计的数学模型。以30 m坝高为例进行优化分析,得出曲线坝形明显优于传统的实用剖面的结论,为工程设计提供了参考。     

基于ANSYS的重力坝基本断面的优化设计

根据重力坝基本断面的几何特征,利用ANSYS的参数化设计语言APDL编制程序,采用零阶近似的优化方法进行重力坝断面优化设计,并结合实例对某重力坝的断面进行了优化分析,结果证明此种优化设计方法直观、合理.     

从优化角度看重力坝三角形断面的物理意义

为探讨重力坝三角形基本断面设计的物理机制,利用细啃渐进结构优化(ESO)方法的基本概念,建立了坝顶顺河向位移敏感度准则.以四边形为初始域,以重力坝的稳定和坝踵拉应力为约束条件,对基本荷载作用下的重力坝基本断面形状进行优化.不同网格、不同初始域、不同坝高工况下的结果表明,三角形基本断面是重力坝在基本荷载作用下使得坝顶位移最小的一种断面形状.     

混凝土重力坝结构断面优化设计研究

借助ANSYS软件对重力坝的曲线断面和传统三角形断面进行优化设计,建立数学模型,求解优化设计变量,对优化结果进行分析;对曲线形式重力坝进行应力和抗滑稳定分析,并与传统三角形断面重力坝优化结果进行对比,得出与传统断面模型相比,曲线型重力坝有减少断面面积、节约材料、安全可靠等方面优势。     

L-型重力坝形体分析与优化

文章依据重力坝设计规范,构想出一种新型的L-型重力坝,选定决定断面形状的四个变量作为设计变量,以设计断面积最小作为目标函数,抗滑稳定和强度作为主要约束条件,建立优化数学模型。编制C语言程序,求出优化解并对结果进行分析。     

基于ANSYS的高碾压混凝土重力坝 溢流断面优化设计研究

以西南地区某拟建高碾压混凝土重力坝为研究对象,基于有限元分析理论、ANSYS数值分析以及改进的MATLAB优化复合形法,对其溢流坝段断面进行了优化设计研究。依据变形、荷载及抗滑稳定性三个约束条件,建立目标函数模型。经有效的优化设计,在满足安全的前提下,断面面积比初步设计减少15.71%,达到了节约工程造价的目的。     

基于复合形法的重力坝体型优化研究

随着重力坝的规模越来越大,结构越来越复杂,对其结构的优化就显得尤为重要。以有限元软件ANSYS为基础建立数学模型进行模拟计算,以断面面积为目标函数,采用ANSYS自带优化程序和复合形法进行优化研究,并对坝体位移和应力进行分析,得出优化率分别为13. 43%、14. 73%。本研究可为重力坝的结构设计提供一定理论参考。     

基于可靠度分析的重力坝断面粒子群优化

提出了更加合理的重力坝断面可靠性设计优化方法,针对规范要求重力坝失效概率较小的特点,将马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法和子集(Subset)理论相结合用于重力坝可靠度的计算.并以结构初始成本和失效成本之和最小化为优化目标,利用粒子群算法(PSO)对重力坝断面设计方案进行优化.     

基于ANSYS的小型重力坝坝形优化分析

为获得经济、合理的小型重力坝坝形,采用ANSYS建立了曲线坝面参数模型和传统断面参数模型.通过探讨小型重力坝不同坝形的应力分布、坝体尺寸、面积等差异,并在不同坝形、不同坝高的情况下进行优化分析.结果表明,曲线形重力坝明显优于传统的三角形重力坝,并且更适合于低坝.     

重力坝参数化设计系统开发

为减轻重力坝设计中的人工计算工作量,提升设计效率,提出了一种基于CATIA二次开发的重力坝三维参数化设计方法,以实现高效快速设计重力坝的过程。通过非溢流坝段的剖面拟定、抗滑稳定及应力分析、CATIA自动三维建模、快速出图、网格自动剖分、ANSYS有限元计算、及定制CATIA的"重力坝辅助设计"功能模块,运用该方法对国内某水利工程的重力坝实例进行了设计与分析,应用本程序所得结果与理论值一致,证明本程序可靠性好;所用程序耗时远低于人工费时,说明其能提高工作效率。通过工程实例验证了此方法的可行性,虽然该方法的研究对象是非溢流坝段,但该方法同样可以应用于溢流坝段及其他坝型,具有一定的推广价值。     

基于ANSYS的碾压混凝土重力坝静动力分析

采用大型通用软件ANSYS,通过对阿海水电站碾压混凝土重力坝方案挡水坝段进行平面有限元静力和动力计算,并利用后处理软件TECPLOT对静动结果进行叠加分析,探讨了坝体及基础在各种工况下的变形和应力规律,了解坝体和基岩在设计条件下的工作形态,对方案的可靠性进行了评价。     

拓扑优化在重力坝设计中的应用研究

文章以ANSYS10.0为平台,利用APDL和UIDL语言,对重力坝非溢流坝段进行拓扑优化.探讨了不同初始拓扑尺寸和下游面形状对坝体计算结果的影响.结果表明,对重力坝非溢流坝段进行拓扑优化是可行和有效的.     

应用ANSYS软件进行碾压混凝土重力坝非线性有限元静力和动力分析

采用美国ANSYS结构分析软件,通过对喀拉朔克水库碾压混凝土重力坝方案进行非线性有限元静力和动力分析,研究探讨了坝体及基础在各种工况下的变形和应力规律,以了解坝体和基岩在设计条件下的工作形态,对方案的可靠性进行了评价。     

上沟水利枢纽挡水坝抗滑稳定分析

使用ANSYS软件建立了上沟水利枢纽挡水坝有限元模型,考虑水压力、扬压力、泥沙压力的影响,得出坝体的位移图和应力图,继而计算出坝体的抗滑稳定安全系数。分析结果表明,该混凝土重力坝能够满足正常工况和特殊组合下的稳定性要求。     

缓折坡建基面上的重力坝的稳定应力分析

为了更好地适应坝基地质条件,减小坝基开挖量,或为了提高坝的抗滑稳定性,有时将坝的建基面设计成缓倾角折线坡基面.采用ANSYS结构分析软件,对某一缓折坡建基面上的混凝土重力坝进行有限元分析,研究了不同缓倾角对坝体应力和稳定的影响,由此得出一些有益的结论,可供设计参考.     

苏阿皮蒂水利枢纽泄洪底孔坝段应力变形分析

利用三维有限元方法,对苏阿皮蒂水利枢纽泄洪底孔坝段在竣工期和运行期进行了四种工况的数值模拟分析,得到了坝体结构的应力变形情况。由计算结果可知,竣工期在自重荷载作用下,整个坝体往上游方向发生位移,位移自下而上逐渐增大;运行期受上游水压力和地震惯性力作用,整个坝体往下游方向发生位移,位移自下而上逐渐增大;四种工况下,坝体位移分布连续,最大位移均较小,变形满足要求;竣工期和运行期的坝体结构、坝踵、坝趾应力均满足重力坝设计规范要求。