海南牛路岭灌区工程高大跨度拱式渡槽抗震性能分析

高大跨度拱式渡槽因其跨越能力大、整体性强且能适应复杂多变的地形而日益广为采用,但是大输水流量设计使得其结构头重脚轻的特点更加明显,对地震作用、风荷载及结构自身的变形更为敏感,结构强度和稳定性问题尤为突出。结合牛路岭灌区跨径106 m的高大跨径拱式渡槽工程实际,通过建立整体有限元模型,对渡槽动力特性、地震响应和不同施工阶段进行了结构稳定分析。结果表明：槽身、拱圈受力状态良好,拱座处高墩架下部为刚度薄弱、局部易开裂、失稳的部位,在渡槽设计中应予以重视;结构整体强度和稳定性满足相关规范要求。研究成果可为类似工程设计和渡槽类设计规范细则的制定提供参考。     

基于独立覆盖流形法的CAD与CAE融合研究

采用前期笔者提出的独立覆盖流形法,尝试CAD和CAE融合的新途径。以二维结构的线弹性静力分析为例,实现从CAD到CAE的无缝连接,以及CAE的完全自动化分析。在基于前期CAD几何的流形法研究基础上,给出NURBS曲线(CAD中的通用图形标准)与直线的切割算法,实现CAD几何模型在CAE建模和网格细化中的保形性;通过Auto CAD的DXF图形格式,将CAD中的结构形状、荷载及约束信息直接输出到CAE;基于矩形独立覆盖的自适应分析技术,实现结构静力分析的自动化计算;自动生成有限元网格用于计算结果后处理的图形输出。综合以上研究,用一个二维结构静力分析算例演示了从CAD几何建模和输出,到CAE的自动前处理、自动分析、自动后处理的完整过程,所有的人工操作仅限于CAD中,而CAE分析过程无需人工参与,就可以获得满足设定精度的计算结果。     

基于CAD几何的数值流形方法初步研究

计算机辅助工程中的设计—分析—再设计的反复过程,蕴含着计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程分析(CAE)相融合的迫切需求。提出基于CAD几何的数值流形方法:按照CAE真实物理场分布的复杂程度来布置数学网格和设置近似函数阶次,比等几何分析方法更合理;只需引入自动且快速的切割操作,就能实现CAD模型进入CAE后无需修改而直接建模;针对以往的流形法需要将曲线边界离散成折线的问题,给出了曲线边界与网格直边的切割算法,实现了几何模型在CAE建模和网格细化中的保形性;针对流形法通常使用的多项式近似函数,推导了曲线“近似”单纯形的解析积分公式并应用于带有曲线边界的流形元的精确积分运算;最后通过平板内的圆孔算例验证了方法的可行性。该方法对CAD和CAE的融合提出了全新的思路,为实现CAD进入CAE后的自动化分析打下了基础。