拱坝二维水平拱圈的拓扑优化研究

利用均匀化拓扑优化方法,根据拱坝特点,以体积最小为目标,对拱坝的体形优化进行了探讨分析;基于ANSYS有限元分析软件,以工程中某拱坝二维水平拱圈为例,进行了详细的拓扑优化分析,得到了较为满意的结果,这表明均匀化拓扑优化方法应用于拱坝水平拱圈的设计是可行的.     

拱坝近似优化的人工神经网络方法

以国内已建拱坝体形参数为基础,以ＢＰ神经网络方法为手段,建立了拱坝体形参数近似优化的人工神经网络模型。借助该模型不仅可以为拱坝体形优化快速提供高质量的初始可行解,而且可为中、小拱坝体形设计直接提供近似最优解。     

拱坝近似优化的人工神经网络方法

以国内已建拱坝体形参数为基础,以ＢＰ神经网络方法为手段,建立了拱坝体形参数近似优化的人工神经网络模型．借助该模型不仅可以为拱坝体形优化快速提供高质量的初始可行解,而且可为中、小拱坝体形设计直接提供近似最优解．     

考虑施工过程影响的拱坝体形优化分析方法及应用

基于序列二次规划(SQP)优化算法,以坝体有限元等效应力为应力约束条件,以坝体方量为目标函数,并考虑拱坝柱状浇筑、封拱灌浆等施工过程,进行拱坝体形优化计算.计算过程采用有限元全过程参数化分析方法,自动实现了拱坝的三维建模、荷载施加、施工过程模拟、有限元等效应力计算以及拱坝体形优化迭代等分析过程.以淋溪河拱坝为例进行了拱坝体形优化计算,计算结果表明,考虑施工过程的优化结果与不考虑施工过程的优化结果相比更加安全,也更具有实际意义,优化后的坝体厚度更薄,坝体方量减少近20%,拉、压应力已达到约束边界,优化后体形基本上达到了可能的最优体形.     

国内拱坝体形优化设计进展

拱坝体形优化是优化方法在水利水电工程上成功的应用之一。介绍了拱坝体形优化设计的发展概况。探讨了拱坝体形优化的发展前景。     

基于渐进结构优化法的拱坝结构曲线函数优化

拓扑优化作为结构优化研究领域中的前沿课题和热点问题近年来受到设计人员的重视.其作为后续优化的起点,常见于工程结构的概念设计领域.另外,拓扑优化与后续的尺寸优化及形状优化关系密切.渐进结构优化算法原理简单,概念明确,极大地促进了拓扑优化的发展.本文基于渐进结构优化算法,通过现有的ANSYS软件,采用APDL语言开发了二维厚拱拱坝的拓扑优化程序,实现了拱坝渐进结构优化算法的应用.分析结果验证了拱坝结构二次拱理论的正确性,并分析了不同形式拱在均布荷载下合理的受力轴线.     

并行模拟退火算法在拱坝体形优化中的应用

介绍了近年发展起来的模拟退火算法,探讨了模拟退火算法的并行化。在4台PC机搭建的并行环境下,用一个简单的数值计算例子对并行模拟退火算法进行TN试,测试结果表明并行计算明显提高了模拟退火算法的运算速度。最后,把并行模拟退火算法应用于拱坝的体形优化。     

国内拱坝优化的研究现状及动态

拱坝优化是优化方法在水利水电工程上最有效的应用之一．近年来，拱坝优化方法得到迅速发展，受到国内外水利水电工作者的高度重视．简要介绍了拱坝优化法的应用现状和发展动态，评价了拱坝优化的最新研究成果。归结出拱坝优化的优点及目前尚待解决的问题，最后指出拱坝优化在工程应用中的发展前景．     

拓扑优化在骨结构模拟中的应用

采用了一种非线性骨再造速率方程与有限元法相结合,引入工程拓扑优化思想,讨论了初始形状,有限元网格细化对模拟得到的人椎体形、内部结构和质量的影响。     

拱坝目标优化研究与应用

通过对拱坝多目标优化的模型、方法与程序实现的探讨,提出以经济性指标（如坝体方法Ｖ）和安全性指标（应力水平、强度失效概率Ｆ、高应力区范围Ｈ）作为优化的多个目标函数的设想。多目标优化采用理想点法,通过对各分目标的权系数调整,可提供反映设计者要求的多个方案。同时首次探讨了拱坝优化的柔性建模方法,并通过程序予以实现。结合小湾拱坝,用上述方法提出了若干个推荐方案,初步效果良好。     

贵州省白马山水库混凝土砌石拱坝优化设计

贵州省白马山水库大坝是一座混凝土砌毛石重力单曲拱坝,最大坝高48 m,采用ADAO拱坝分析与优化软件,对坝体结构、应力变形、坝肩稳定性等进行了分析。调整了设计方案,使坝体设计方案满足SL25-2006和SL282-2003等技术规范要求。     

周公宅拱坝体型优化设计

采用复合形法对周公宅双曲拱坝进行了体型优化设计,优化过程中结构重分析采用有限单元法.综合考虑坝体应力状态与混凝土方量对拱坝进行体型优化设计;还对优化体型进行了五种工况下的拱梁分载法应力校核,并与初始体型结果进行比较分析.结果表明优化后拱坝较初始体型有了显著的改善.     

拱坝CADC可视化系统的研究

介绍了拱坝可视化CADC(Computer Aided Design and Construction)系统的开发与应用.系统基于Auto-CAD 2000的平台,采用面向对象的语言VB(Visual Basic)与VBA(Visual Basic for Application)进行二次开发,并利用VB的DAO(Data Access Object)技术,以数据库为核心管理设计数据.系统基于拱冠梁法来计算拱坝应力,进行了拱坝的体形设计、施工放样和施工模拟,实现了设计过程的可视化.系统的开发增强了拱坝工程设计的直观性,具有一定的工程实用价值.     

基于ANSYS的拱坝坝肩及坝基整体稳定分析

结合拱坝坝肩与坝基的地形、地质特征以及软弱结构面分布状况,通过ANSYS软件建立拱坝天然地基条件下的三维数值模型,并进行超载法计算,分析坝体变形与应变特征、坝肩和断层的变位分布特征、坝肩的破坏形态和过程,得到整体稳定超载安全系数,评价拱坝的安全度,为工程设计、施工和加固处理提供依据.     

拱坝优化中的凸性与稳定性约束

拱坝曲面保凸性问题,以往较少研究与报道,随着体型优化工作的开展,有必要予以讨论。本文针对观行拱坝优化模型中的问题,利用高斯曲率公式,推求出不同坝型下曲面保凸条件,作力约束,可以保证所得的优化体型在规定范围内的凸性。此外对控制拱座稳定的约束条件亦作了改进。可供拱坝优化塑模中应用,与工程中体型设计时参考。     

桑郎拱坝整体稳定安全度数值分析

采用三维弹塑性有限元方法,利用超载法、强度储备系数法和综合法分析了桑郎拱坝的失稳破坏过程,得到其整体破坏特征和整体安全系数.计算结果表明,模拟破坏的方法不同,其渐进破坏过程和失稳模式不同,但各种方法都同时反映出两侧拱端是坝体最薄弱的部位,而根据收敛性和突变性综合判断得到大坝的整体安全度,该稳定安全度满足要求.     

小湾拱坝放空底孔预应力闸墩三维有限元分析

采用三维有限元方法,应用ANSYS程序对小湾拱坝放空底孔预应力闸墩进行了空间应力与变形计算,并详细探讨了预应力的模拟方法,对3种不同方法的优缺点进行了对比评价.根据计算结果,对比分析了多个设计工况下闸墩结构的变形、应力分布规律,评价了预应力锚索的预压效果.在此基础上,取闸墩结构特征点的第一主应力作为优化变量,对预应力锚索设计吨位和布置方案进行了敏感性分析,得出了预应力锚索布置的优化方案.全部研究成果为小湾拱坝施工设计详图所采用.     

高拱坝抗震设计分析

对高拱坝的抗震设计进行了分析,包括拱坝坝体-地基-库水动力相互作用分析、高拱坝坝肩抗震稳定分析、横缝对高拱坝抗震设计的影响,仅对高拱坝抗震设计研究的几个方面进行了概括总结.