ALGORFEAS程序进行大坝平面应变有限元分析

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有限元法在土石坝渗流稳定分析中的运用

桂五水库大坝经数次加高培厚筑分析。
ＥＭ中提取的流域河网水系高精度ＤＥＭ前提下，数字地表水系和排坦的区域，如果数据精度无法提供真使得从ＤＥＭ自动提取出实存在的细微高程差别，就无法生成和实际情况有些差别。本文所取的最涝分区可以通过基于Ｄ合理的数字河网。为此，选取较高精度小水道长度阀值略大于经验值，是由来，但存在河道局部偏移及河网失真等需要进行局部修正。在ＤＥＭ数字的１：５０００ＤＥＭ作为数据源，基本可研究区的特点所决定的，由于地势平问题，
薮科技推广与应用】ｌ
有限元法在土石＝ｌ［贝滢流稳定分析巾响运用
王
引言
鑫赵才全梁
军
一
、
水库大坝渗流稳定进行计算分析，为成，因当时施工工艺条件差等原因，坝身和走访有关人员，得知大坝渗流性态现状存在以下问题：（１）大坝坝体内埋设的测压管已堵
元法在土石坝渗流分析中得到了广泛坝干渠输水箱涵，断面为２．２５ｍ× 可能性和产生渗流破坏的可能，选择对
．２５ｍ（长 ×宽）。应用，此种方法可以计算非稳定渗流２和较复杂的渗流问题。本文拟采用有限元软件（ＡｕｔｏＢＡＮＫ）对淮安市桂五三、大坝渗流性态现状分析
一
四、大坝渗流稳定计算
为了对桂五水库现状大坝渗流安全
２．５，戗台内有清水进行评价，根据水位情况，考虑其遭遇的定设备，且费时较长。近年来，有限上下坡比均为１：１／３坝高水位、正常蓄水位、设计水位、水位降落期水位下的大坝渗流稳定性进行

经验交流：边坡稳定分析的有限元法简介

经验交流：边坡稳定分析的有限元法简介传统方法的边坡稳定分析采用极限平衡法，极限平衡法现今已发展到非常系统完整，甚至可以说是精致，这些的分析方法大家可以看陈祖煜教授著作《土质边坡稳定分析―原理方法程序》。

极限平衡法对边坡稳定作出了巨大的贡献，但是该方法只能提供宏观的稳定性，不能对边坡的应力分布、变形大小作全面的分析，同时对于复杂的边坡，如当边坡由非均质和各向异性材料组成时，或边坡是由开挖再回填形成的等等，极限平衡法就无能为力了，甚至得出错误的结论。

很早以前就有用有限元法分析边坡的稳定性，我看过一本70年代美国矿产局编写的边坡手册，就简略的论述了该方法，80年代国内也有工程采用有限元法，但当时大都采用弹性理论，对于高度非线性的岩土材料，当然不能完全反映出边坡的真实情况。

随着计算机的高速发展，越来越多的工程采用有限元方法进行边坡分析，与传统的极限平衡法相比边，坡稳定分析的有限元法的优点可总结如下(陈祖煜)：(1)破坏面的形状或位置不需要事先，假定破坏自然地发生在土的抗剪强度不能抵抗剪应力的地带(2)由于有限元法引入变形协调的本构关系因此也不必引入假定条件保持了严密的理论体系(3)有限元解提供了应力变形的全部信息采用有限元方法分析边坡的大概有以下几种：(1)按照弹塑性理论，对边坡进行有限元分析，得出边坡完整的应力应变变形成果，可以预测边坡区域由弹性变为塑性的完整演进过程，为边坡的治理、施工方法提供依据。

现在很多程序可以进行此类分析。

(2)首先采用传统的极限平衡法，找出最小安全系数的滑移面，或者已知滑移面，然后进行有限元分析，将滑移面位置设置薄层单元或接触单元，不断降低薄层单元的力学参数，直至边坡失去平衡，边坡的安全系数就是强度指标（摩尔库仑模型的凝聚力C和摩擦系数tanφ）降低的倍数。

如《边坡抗滑稳定安全系数的有限元迭代解法》（李同春卢智灵姚纬明曹广德河海大学水利水电工程学院）一文就采用此方法。

该方法需要预先定义滑移面位置，不能找出其他潜在滑移面，对已知滑移面的情况很适用，对一般边坡并不适用。

基于Autobank的沥青混凝土心墙堆石坝应力-应变分析

基于Autobank的沥青混凝土心墙堆石坝应力-应变分析涂思豪;李洪涛;姚强;邱学峰;吴发名【摘要】Because current domestic and foreign large commercial software,such as ABAQUS,ANSYS,FLAC3D,do not provide Duncan-Chang model.The finite element calculation program Autobank,which designed for water conservancy and hydropower industry in China,is adopted to analyze the stress-strain of the rockfill dam with asphalt concrete core wall in Quxue Hydropower Station.The calculation results show that the stress and deformation of rockfill dam are consistent with actual construction and operation process of dam under two operation conditions.The comparison with displacement monitoring results also shows that the calculation program is efficient and accurate and can be widely applied to stress-strain analysis of rockfill dam.%针对目前主流的ABAQUS、ANSYS、FLAC3D等国内外大型仿真软件本身没有提供邓肯-张模型的不足,基于去学水电站沥青混凝土心墙堆石坝,采用针对我国水利水电行业要求而设计的有限元计算程序Aumbank对其进行了应力应变分析.计算结果表明:在两种工况下,堆石体应力变形结果符合大坝实际施工及运行过程变化规律.与位移监测结果对比分析可知,该计算程序高效、准确,可普遍应用于堆石坝工程的应力应变分析中.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2018(044)003【总页数】5页(P37-41)【关键词】有限元分析;Autobank;邓肯-张模型;沥青混凝土心墙堆石坝【作者】涂思豪;李洪涛;姚强;邱学峰;吴发名【作者单位】四川大学水利水电学院,四川成都610065;四川大学水利水电学院,四川成都610065;四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川成都610065;四川大学水利水电学院,四川成都610065;四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川成都610065;四川大学水利水电学院,四川成都610065;四川大学水利水电学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】TV5360 引言随着沥青混凝土作为防渗材料的优越性被水工界逐渐认识，沥青混凝土心墙堆石坝成为一种合理优选坝型的重要考量，甚至在条件允许下采用沥青混凝土心墙堆石坝成为一种首选方案[1]。

水利枢纽工程有限元分析报告

水利枢纽工程有限元分析报告水利枢纽工程有限元分析报告一、引言本报告旨在介绍水利枢纽工程有限元分析的基本原理、方法及过程，通过对具体水利枢纽工程的有限元模型建立、边界条件、载荷工况等进行分析，评估水利枢纽工程的整体和局部应力、应变、位移等响应，为水利枢纽工程的优化设计、安全运行提供理论支持。

二、水利枢纽工程有限元分析原理有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种数值计算方法，通过将连续的求解域离散化为由有限个单元组成的集合体，从而对复杂问题进行简化处理。

水利枢纽工程作为典型的复杂结构体系，利用有限元分析方法能够有效地解决工程中的问题。

三、水利枢纽工程有限元模型建立1.模型建立流程本报告以某实际水利枢纽工程为例，介绍有限元模型建立的流程。

具体流程如下：（1）搜集工程资料：收集水利枢纽工程的几何尺寸、材料属性、载荷工况等基本信息。

（2）划分网格：根据水利枢纽工程的几何形状和特点，将模型划分为若干个单元网格，每个单元网格由节点连接。

（3）建立模型：根据搜集的工程资料和划分的网格，利用有限元分析软件建立水利枢纽工程的有限元模型。

（4）施加边界条件和载荷：根据实际工程的约束和载荷情况，对有限元模型施加边界条件和载荷。

（5）进行计算：利用有限元分析软件进行计算，获得水利枢纽工程的应力、应变、位移等响应。

2.模型简化与处理在建立水利枢纽工程有限元模型时，需要对实际工程进行适当的简化和处理。

例如，可以将材料的非线性特性进行线性化处理，忽略次要因素对计算结果的影响。

四、水利枢纽工程有限元分析结果1.应力、应变、位移云图通过有限元分析软件的可视化功能，可以得到水利枢纽工程的应力、应变、位移云图。

从云图上可以清楚地看出水利枢纽工程的最大应力、应变和位移的位置和大小。

五、水利枢纽工程有限元分析结论与建议1.分析结论根据上述水利枢纽工程有限元分析结果，可以得出以下结论：（1）该水利枢纽工程的整体应力、应变和位移响应均在可接受范围内，说明该工程的结构设计合理，能够安全运行。

大变形有限元分析在某含煤层边坡开挖中的应用

大变形有限元分析在某含煤层边坡开挖中的应用
大变形有限元分析在某含煤层边坡开挖中的应用
目前,在山区水利建设和改建中,出现了大量的高边坡,由于坡体地质条件复杂,岩层结构多样,尤其其中含有煤层,对煤层的开采而导致对边坡变形产生一定影响,本文采用有限元分析软件FLAC程序就煤层开挖对边坡的影响进行了三维数值分析和评价,对工程实践提供参考.
作者：匡雁晨作者单位：贵州大学土木建筑工程学院,贵州贵阳,550003 刊名：中国科技博览英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY REVIEW 年，卷(期)：2009 ""(21) 分类号：P 关键词：高边坡边坡应力有限元分析软件 FLAC。

坝体平面有限元应力变形例析

坝体平面有限元应力变形例析引言本文对某水库面板堆石坝坝体进行了平面有限元计算分析，主要研究了坝体次堆石区域不同范围内利用较软砂岩料筑坝后的坝体应力和变形，为设计人员进一步优化坝体结构提供依据。

一筑坝材料本构模型混凝土（C25）在达到破坏强度之前，线性关系较好，本研究中作为线弹性材料考虑[1]。

土石料应力应变表现为非线性，本构模型采用邓肯-张E-v非线性弹性模型，现将模型简要介绍如下[2]。

邓肯-张E-v非线性弹性模型中，切线弹性模量Et和切线泊松比vt分别表示为对卸荷情况，弹性模量用下式计算[3]式中，=土体粘聚力；=土体内摩擦角；=大气压力；、K、n、G、F、D、Kur为模型参数。

本研究中，取Kur=2K 。

二计算参数与计算方案面板与垫层接触面、面板与特殊垫层接触面、周边缝均采用有厚度的接触面单元模拟，模型参数参照相关工程并结合经验确定[4-5]。

混凝土面板及趾板（C25）按照线弹性材料考虑，弹性模量取为常量，E=2.8×10 kPa，泊松比取为常量=0.167。

混凝土面板和趾板的容重均取为24 kN/m ，抗拉强度取1.27MPa。

为了研究较软砂岩料的合理利用范围，在次堆石区设置了不同的较软砂岩料利用区域，进行对比计算分析。

共有15种计算方案。

根据经验，为了减小较软砂岩料利用后对混凝土面板和趾板的应力和变形以及对垂直缝和周边缝变位的影响，较软砂岩料应仅限制在次堆石区域利用。

同时，由于较软砂岩料碾压后颗粒破碎严重，抗风化能力较低，为保证其长期稳定性，较软砂岩料应限制在次堆石区域的坝体内使用，尽量避免其外露。

鉴于此，较软砂岩料应仅在次堆石区域利用，且次堆石区域下游坝坡面应设置一定厚度的包边用硬质砂岩料填筑。

方案8的次堆石区域下游坝坡包边水平宽度为8.0m，较软砂岩料利用范围依次向上减小；方案9～15的次堆石区域下游坝坡包边水平宽度为16.0m，较软砂岩料利用范围依次向上减小。

计算中对大坝采用分级加荷模拟施工加荷过程，蓄水荷载也分多级施加。

混凝土面板堆石坝的应力应变有限元法分析

混凝土面板堆石坝的应力应变有限元法分析摘要：通过采用有限元方法分析面板堆石坝的应力应变，可得出其分布规律，我们在设计过程中将不可避免地遇到一些问题，最后对面板堆石坝设计提出了一些建议。

关键词：堆石坝；应力应变；有限元分析1 概述1.1 面板堆石坝混凝土面板堆石坝是在堆石体上游坡设置混凝土薄板作为防渗体的堆石坝(简称面板坝)，是近年来发展较快的一种坝型，与常规的土石坝相比，它具有以下特点：可以充分利用当地材料，大量节省三材及投资；坝体结构简单，施工干扰少，便于机械化施工作业；施工受气候条件的影响小，年工作日数增加，可使工期缩短；运行安全，维修方便，导流简单，适应性广。

1.2 应力应变有限元(1) 有限元。

有限元是近似求解一般连续问题的数值方法，目前已运用于结构、热传导、电磁场、流体力学等连续问题的应力分析。

非线性问题的有限元分析是根据非线性应力应变关系，把他逐段地化为一系列线性问题，用迭代法求解，线性分析是非线性分析的基础。

非线性问题主要有两种：其一为由材料非线性特性引起的即材料非线性；其二为结构的大变形所引起的即几何非线性。

(2) 面板堆石坝的有限元分析。

面板堆石坝是一种新兴的坝型，在对其进行设计时，除了应进行稳定及渗流分析外，还必须分析其应力和变形。

坝体的沉降和面板的裂缝是面板堆石坝普遍存在的问题，如未对其进行应力和变形分析，恐怕难以正确估计沉降的大小及裂缝的开展。

同时，有了对面板堆石坝应力和变形的全面分析，也可更好地分析坝体的稳定性。

但长期以来，对面板堆石坝的应力和变形分析多数采用的是线弹性假定的阶段：计算沉降变形用分层总和法；分析应力用单位面积的岩石和面板的重量表示竖直正应力(或是用契性体的弹性理论公式)。

而实际上，岩石与混凝土并非线弹性的，岩石与混凝土的应力应变关系具有明显的非线性特性。

随着计算机的广泛应用及有限元法的进一步发展，对土石坝作非线性分析才成为现实。

目前，在土石坝中多采用的是增量法，即将全荷载分为若干级荷载增量，在每级荷载增量下，假定材料是线弹性的，从而解得位移、应变和应力的增量。

基于ALGORFEAS的双圆弧齿轮参数化有限元模型的建立

・
１１・８
上（ｏｍｎ “ｉｅｆｅｃｔｌｃｍｎ必要对整个双圆弧齿轮的所有轮齿进行剖分，ｃｍａｄｌ ”（ｏａｈｐｉｎｒｓ（ｏｍａｄ
ｐ））ｔ）
）
机计算，因此，只需从齿轮中取出少部分轮齿，一般取受力的一个或三个轮齿作为分析模型。本
２ＡｔＣＤ接口程序ｕｏＡ
（ｌｅｆｃｓ）ｏ
（ｅｅ１ｒｐｔ２（ｅｑｌｉｓｔｓｎｌｉ）
程序流程图：读数据文件．Ａ一构造数据ＤＴ
表一执行绘图操作一结束。接口程序：
ｎｄａｇ（ｆｘＰｓｔｒｗ／ｐＹｌ）Ｐｉｐ（ｎｔｅ１）ｉｉｔ７ｇ
武昭晖
（原大学机电系，太山西摘
直观。
太原
００３）３０２
要：圆弧齿轮是一种比较复杂的空间螺旋体。通过Ｃ语言、ｕｏＩＰ语言编程与ＡＧＲＦＡ双ＡｔＳＬＬＯＥＳ前
处理模块结合，构成了一个参数化的三维几何造型系统，利用该系统建立轮齿的三维有限元分析模型，准确、关键词：双圆弧齿轮；参数化；有限元分析模型
５载荷简化
２２年３月０１
太原大学学报
ＪｕｎｌｏａｙａｉｅｓｔｏｒａｆｉｕｎＵｎｖｒｉＴｙ
第１３卷第１期总第４９期
文章编号：６１９７２１）１０１０１７ —５７（０２０ — １８— ２

读有限元Fortran程序笔记范文

读有限元程序笔记1.ALLOCATABLE::COORD(:,:),PROPS(:,:,:) !声明两个可变大小的数组，COORD(:,:)是二维数组，PROPS(:,:,:)是三维数组。

2.Fortran程序行首为C代表改行为注释，不会被编译3.全局变量（common），不同的程序之间，也就是在不同的函数之间或者是主程序跟函数之间，除了可以通过传递参数的方法来共享内存，还可以通过“全局变量”来让不同程序中声明出来的变量使用相同的内存位置。

4.Dimensional维的，viscoplastic塑性的，elastic有弹力的，finite有限的，element元素，program程序。

5.THREE DIMENSIONAL ELASTIC-VISCOPLASTIC FINITE ELEMENT PROGRAM三维弹塑性有限元程序6.Module可以用来封装程序模块，通常是用来把程序中，具备相关功能的函数及变量封装在一起。

程序在开始定义了一个module模块，在模块中定义了MXKKK=，MXGSJ=1000，MXGSJ=1000三个常量（PARAMETER表示常量），并且每个常量都赋了值。

在module模块中定义了NELEM,NPOIN,NPROP,MXDFN,NSTEP,IDEVP,IDDP,LTYPE以及NFIX1,NPL,NVL,NSL,NHL,NTL,IDCVG,NTOTV,NKK以及DTIME,TOLER,SCALE,DSCALE这些全局变量（common表示全局变量），定义了ICM(3,8),CGAUS(2),VSHAP(8,8),DERIV(3,8,8)以及POSGP(3),COPG(3),EJ(3,3),EJACI(3,3),R(8,8)这些维数与大小都确定的全局数组变量，定义了COORD(:,:),PROPS(:,:,:)以及STRSG(:,:,:),DJ(:,:),CARTD(:,:,:,:)以及TRANJ(:,:,:,:),DJRMX(:,:,:)以及DREMX(:,:,:),DJEMX(:,:,:,:)以及CREMX(:,:,:),CJEMX(:,:,:,:)以及MELEM(:,:),MPROP(:),ISSOR(:,:),NNDEX(:)以及MPFIX(:,:),MPSJ(:),MMATP(:),MPIV(:)以及TSTIF(:)以及ADISP(:),TDISP(:),ALOAD(:)以及PSNBR(:,:,:),PSNBJ(:,:)以及PSTNR(:,:,:),PSTNJ(:,:)以及STRSP(:,:),STRSJ(:,:)这些维数确定但是大小不确定的可变大小的数组，ALLOCATABLE表示可变大小的数组变量。

基于有限元法的大坝应力、变形及稳定分析

论￣弹性理论数值解法的基本概念和步骤 [９] 如下ꎮ
物ꎬ 主要利用自身重力维持坝身的稳定ꎮ 通常采用
反应坝体及坝基不同部位的应力分布和变位场ꎮ 有
的单元ꎬ 采用位移函数法ꎬ 公式如下:
限元法( ＦＥＡ) 起始于２０世纪中叶ꎬ 经过７０年的不
{ ｕｖ} ＝ [ Ｎ] { δ}
断研究发展ꎬ 并通过ＡＮＳＹＳ、ＡＤＩＮＡ、ＭＡＲＫ、
{ δ} ＝ [ Ｋ] －１ { Ｐ}
再利用式(３) 和式(４) 计算单元应力ꎮ
(７)
１２抗滑稳定计算公式
混凝土重力坝抗滑稳定安全系数是分析其稳定
的重要指标ꎮ 混凝土重力坝设计规范抗剪断公
式 [１０] 采用的是刚体极限平衡法ꎮ 本次以抗剪断公
式为基础ꎬ 将有限元计算出的滑动面各单元 σ ｎｉ和
计算方法ꎬ 基于有限元法分析后的坝体平面应力
{ σ} ＝ [ Ｄ] { ε}
成果ꎬ 代入调整后抗滑稳定系数公式求出稳定系
{ σ} ＝ [ σ Ｘ σ ｙ τ ｘｙ ] Ｔ
数ꎮ 文中以非溢流坝段为例ꎬ 采用有限单元法计
定性ꎮ
１２８
}
式中ꎬ { σ} —应力矩阵ꎬ [ Ｄ] —弹性矩阵ꎮ
算应力、变形、抗滑稳定系数ꎬ 综合评定其稳
２０１９年第１１期
设计施工
水利规划与设计
ＤＯＩ: １０３９６９ / ｊｉｓｓｎ１６７２￣２４６９２０１９１１０３２
基于有限元法的大坝应力、变形及稳定分析
艾子欣ꎬ 陈海霞ꎬ 郭穗丰
( 湖南省常德市水利水电勘测设计院ꎬ 湖南常德４１５０００)
摘要: 文章采用有限元法ꎬ 通过建模、网格化分、加载、求解、后处理等一系列过程ꎬ 对该坝的应力、变形及抗

坝体的有限元建模与应力应变分析1

Project2 坝体的有限元建模与应力应变分析计算分析模型如图2-1 所示, 习题文件名: dam 。

图2－1 坝体的计算分析模型选择单元类型Solid Quad 4node 42 Options… →select K3: Plane Strain定义材料参数EX:2.1e11, PRXY:0.3模型施加约束✓ 分别给下底边和竖直的纵边施加x 和y 方向的约束✓ 给斜边施加x 方向的分布载荷：ANSYS 命令菜单栏: Parameters →Functions →Define/Edit →1) 在下方的下拉列表框内选择x ,作为设置的变量；2) 在Result 窗口中出现{X},写入所施加的载荷函数：1000*{X}；3) File>Save(文件扩展名：func) →返回：Parameters →Functions →Read from file ：将需要的.func 文件打开，任给一个参数名，它表示随之将施加的载荷→OK →ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Lines →拾取斜边；OK →在下拉列表框中，选择：Existing table →OK →选择需要的载荷参数名→OK单元控制纵边20等分；上下底边15等分结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape… → select Def + Undeformed →OK (back to Plot Results window)→Contour Plot →Nodal Solu… →select: DOF solution, UX,UY, Def + Undeformed , Stress ,SX,SY,SZ, Def + Undeformed →OK。

心墙堆石坝坝体变形有限元分析

心墙堆石坝坝体变形有限元分析心墙堆石坝（Charge-wallgravitydams）是一种重要的水利建筑，它一般用于控制大量的水流量，比如为水电站，渠道提供水力发电，以及为大型水库进行淹没，以利于区域灌溉。

传统上，心墙堆石坝的力学设计通常是采用经验方法或结构受力理论，但随着计算机技术的发展，有限元法已成为研究心墙堆石坝变形的一种有效手段。

有限元法可以模拟心墙堆石坝体变形的整个过程，包括坝体受到水压力、滚动和系统堆砌形变等。

本文旨在分析心墙堆石坝体变形，探讨有限元法在心墙堆石坝体变形分析方面的应用。

第一节墙堆石坝基本结构心墙堆石坝是一种特殊的结构性建筑物，由坝芯、堤坝和堤顶组成。

其中，坝芯是主要的抗水力结构，其结构由堆砌的石块或混凝土组成，穿过坝顶；堤坝是一种抗护坝结构，通常是由混凝土组成，用于防止坝体滑动；堤顶是堤坝和坝芯的连接结构，通常是由混凝土组成。

第二节限元法在心墙堆石坝体变形分析中的应用有限元法是一种数值计算方法，可以用于模拟建筑物受力的整个过程，计算出建筑物的变形和受力特点，从而为建筑设计提供可靠的参数。

有限元法在心墙堆石坝体变形分析中的应用主要体现在以下几个方面：（1）预测滚动形变。

有限元法可以模拟心墙堆石坝面对水压力的整个变形过程，并预测坝体受力下的滚动形变。

（2）预测系统堆砌形变。

有限元法可以实时监测系统堆砌过程中堆砌块之间的变形特性，以及堆砌形变对坝体变形的影响，并将所得结果作为入水前坝体结构可靠性分析的依据。

（3）预测坝体稳定性。

有限元法可以预测坝体变形过程中所受到的外力，从而可以检测坝体的变形是否符合要求。

第三节限元法在心墙堆石坝体变形分析中的优势有限元法在心墙堆石坝体变形分析中具有诸多优势：（1）精度高。

有限元法的精度高于传统的受力理论，可以更好地模拟建筑物变形的过程。

（2）速度快。

有限元法可以实现快速模拟，可以迅速得到建筑物变形的结果。

（3）灵活性强。

有限元法可以模拟出建筑物各种变形状态，并可以预测建筑物面对外界受力下的变形及其结构特征。

有限元分析及应用报告利用ANSYS软件对三角形大坝有限元分析

有限元分析及应用报告利用ANSYS软件对三角形大坝有限元分析有限元分析及应用报告题目：利用ANSYS软件对三角形大坝有限元分析姓名：xxx学号：xxx班级：机械xxx学院:机械学院指导老师：xxx二零一五年一月一．问题概述图示无限长刚性地基上的三角形大坝，受齐顶的水压力作用，试用三节点常应变单元和六节点三角形单元对坝体进行有限元分析，并对以下几种计算方案进行比较：1）分别采用相同单元数目的三节点常应变单元和六节点三角形单元计算；2）分别采用不同数量的三节点常应变单元计算；3）当选常应变三角单元时，分别采用不同划分方案计算求解二．问题分析由题目所给条件可知，该大坝为无限长度，即大坝长度远大于横截面尺寸，且横截面尺寸沿长度方向不变；作用于大坝的载荷平行于横截面且沿大坝长度方向均匀分布，所以该问题属于平面应变问题。

因此在利用ansys软件建模分析时可以只分析其一个截面，即能得出大坝体内各处的应变和应力分布状况。

三．有限元建模1．设置计算类型由问题分析可知本问题属于平面应变问题，所以选择preferences 为structure。

2．单元类型选定由题目可知需要分别使用三节点常应变单元和六节点三角形单元进行有限运分析。

三节点常应变单元选择的类型是PLANE42（Quad4node42），该单元属于是四节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为三节点单元；六节点三角形单元选择的类型是PLANE183（Quad8node183），该单元属于是八节点单元类型，在网格划分时可以对节点数目控制使其蜕化为六节点单元。

因研究的问题为平面应变问题，设置option选项中的Element behavior（K3）设置为plane strain。

3．材料参数大坝常用材料混凝土的弹性模量为14~29×109N/m2，本题选为20×109N/m2，泊松比为0.10~0.18，本题选为0.15。

4．几何建模按照题目所给尺寸利用ansys的modeling依次建立keypoint：1(0,0),2(6,0),3(0,10)，create LINES依次连接三个keypoint即可建立三条线，create AREAS依次选择三条线即建立了所需的三角形截面。

利用有限元法的大坝变形分析研究

利用有限元法的大坝变形分析研究摘要：随着经济社会的发展，水利工程也得到了较快的推进，极大程度丰富了人们的生活。

但是大坝有可能还存在着变形问题，对于其质量造成严重的影响，进而威胁到人们的正常生活。

本文以具体工程为例进行分析，论述了利用有限元法来分析大坝变形。

关键词：有限元；大坝变形；分析引言我国是地震多发的国家，建设重力坝的地区一旦发生地震，将带来灾难性的后果。

在修建大坝设计中将地震荷载纳入考虑范围，考察重力坝在地震荷载下的动力响应特性，研究重力坝在静力、动力荷载下的安全问题具有十分重要的意义。

国内外诸多学者用各种非线性模型分析了混凝土重力坝在地震作用下的反应。

然而，总体来看，大坝安全评价准则目前正处在发展阶段，如何有效合理地利用有限元计算结果受到广大研究者的普遍注。

1、工程概况某水库是一座综合利用的大Ⅱ型水利枢纽工程，2015年12月通过了竣工验收。

总库容10137万立方米，控制流域面积875平方千米，坝型为混凝土面板堆石坝，最大坝高88.3m，坝顶长310m，坝顶高程1138.3m。

大坝变形观测分人工观测和自动化观测两大部分，建立了相对完善、全面的变形观测系统。

大坝变形监测工作范围主要包括：1）坝体外部沉降观测；2）坝体内部沉降观测；3）坝体外部水平位移观测；4）坝体内部水平位移观测；5）溢洪道沉降观测。

由于人工观测环境与测量仪器限制，大坝体外水平位移观测目前未能取得观测数据，本文对此项数据不做分析。

2、监测资料分析变形监测在测量领域内占据着重要的位置，从一个工程的施工到完工，以及后续的运营都需要进行不断地监测，掌握变形的情况，及时解决潜在安全问题，保证工程的正常运营。

在大坝变形监测中，传统的变形监测是采用高精度的监测网对大坝变形要素进行监测，但由于大坝所处地形条件的影响，导致监测网的网形差和监测点的位置精度不精确，影响测量的准确性。

这种方法的劳动强度很大，观测时间较长，没有实现自动化监测。

将大坝历年各期资料汇总成数据库，将地震期间监测数据与震前数据、历年同期数据进行比。

高面板堆石坝坝坡稳定动力有限元分析方法研究

高面板堆石坝坝坡稳定动力有限元分析方法研究王瑞骏;张葛;丁战峰【摘要】【Objective】 The study is to establish a new finite element analysis method and to provide references for an accurate and reasonable dynamic analysis of slope stability of high-CFRD.【Method】 This paper presents a high CFRD dam slope stability analysis method of dynamic finite element based on the results of finite element stress level,by combiningthe calculation features of stress and deformation of large-scale finite element software ADINA with the slope stability analysis of the software GEO-SLOPE.Based on the method,this article creates a three-dimensional finite element model of Zipingpu CFRD water control project to analysethe dynamic response and slope stability of the dam in the period of ＇5·12＇ Wenchuan earthquake.【Result】 Using the established high CFRD dam slope stability analysis method of dynamic finite element,the dynamic calculation results of the dam displacement of Zipingpu water control project CFRD are consistent with the observation results after the earthquake.The analytical results of dynamic stability on the slope of dam are also consistent with the actual investigation results after the earthquake.【Conclusion】 The results proves that the presented high CFRD dam slope stability analysis method of dynamic finite element is reasonable and the obtained analysis results are accurate.%【目的】建立新的有限元分析方法,为准确合理地进行高面板堆石坝的坝坡稳定动力分析提供参考。

大坝孔口应力有限元分析中的网格自动生成

大坝孔口应力有限元分析中的网格自动生成以《大坝孔口应力有限元分析中的网格自动生成》为标题，本文将探讨大坝孔口应力有限元分析中的网格自动生成方法及其关键技术。

首先，介绍网格自动生成的概念，它是一种根据设计要求和几何特征，自动生成一定质量的有限元网格的方法。

其次，讨论几何建模和网格划分技术，重点研究基于集合的孔口网格划分技术，给出相关的算法和过程，并与其他网格划分技术进行比较和分析。

第三部分介绍大坝孔口应力有限元分析，它是一种综合运用流体力学、非线性力学等理论技术，来研究孔口应力有限元分析的方法。

最后，分析网格自动生成方法在大坝孔口应力有限元分析中的应用，阐述其在大坝孔口应力有限元分析中的重要作用及有利的一面，并给出实际应用中的实例。

大坝孔口应力有限元分析是一种应用广泛的研究方法，因其能够以计算动力学的方式来研究大坝孔口结构的力学性能，为大坝孔口研究和设计提供有效的工具，在大坝建设中具有重要意义。

然而，由于孔口复杂的几何形状，网格划分并不容易，人工网格划分耗时耗力而且不容易控制网格质量，对孔口的分析效果也很难得到满意的结果，因此，开发新的网格自动生成方法具有重要意义。

从几何建模的角度出发，网格自动生成方法的研究步骤可分为以下几个方面：首先，定义孔口的几何要素，即孔口的形状和结构，控制网格的精度和质量，主要包括网格的密度、节点排列形式等；然后，给出基于集合的孔口网格划分算法，其中重点是如何选择几何形状参数，如孔口结构参数、应力峰值、分布曲线和其他曲线参数，这些参数是如何影响结果的；最后，通过优化算法获得满足要求的最优网格结果。

如果实际应用的要求比较复杂，有时还需进行多种技术的组合，才能得到满意的结果。

大坝孔口应力有限元分析具有定量计算、模型可视化、结构物理研究、提高设计水平的特点，目前已经被广泛应用于大坝建设设计及技术研究中。

网格自动生成在大坝孔口应力有限元分析中发挥着重要作用，其优势主要表现在以下几个方面：一是简化模型建模工作，自动化程度高，提高模型建模效率；二是非常精确，可以准确的将复杂的孔口网格划分成更小的结构，同时又能保证网格的质量；三是可以针对不同的孔口参数，根据具体的要求灵活调整网格，使得分析精度更高；最后，由于模型设计简单，可以节省计算时间，及时获得有效的分析结果。

实验五坝体的有限元建模与应力应变分析

目录第一章有限元方法实验 (1)实验一有限元软件的基本使用 (1)实验二一个悬臂梁的基本分析 (5)实验三平面结构的静力分析 (12)实验四结构瞬态分析 (22)实验五坝体的有限元建模与应力应变分析 (28)实验六平板的有限元建模与变形分析 (30)第二章常用优化算法程序及示例 (32)实验一进退法 (32)实验二黄金分割法 (36)实验三二次插值法 (40)实验四共轭方向法（Powell法） (44)实验五变尺度法 (52)实验六约束随机方向法 (62)实验七复合形法 (69)第三章基于MathCAD的齿轮减速器的优化设计 (80)参考文献 (87)i第一章有限元方法实验实验一有限元软件的基本使用一、实验目的✧初步掌握有限元软件的基本使用方法✧了解软件进行结构分析的基本功能✧了解用户界面✧掌握基本操作二、实验设备的基本配置✧实验采用有限元分析软件ANSYS/ED版本✧微机安装Windows 98, Windows NT4.0以上的操作系统。

至少需要200兆硬盘，16MB内存。

17”以上显示器，显示分辨率为1024X768。

三、实验步骤1、启动ANSYS程序✧单击“开始”按钮，选择“程序”，选择ANSYS/ED5.X✧单击“Interactive”进入ANSYS交互式操作程序，出现初始窗口如图。

✧选择ANSYS产品✧选择ANSYS的工作目录，ANSYS所有生成的文件都写入此目录下。

✧选择图形显示方式,如配置3D显卡，则选择3D。

✧设定初始工作文件名，缺省为上次运行的文件名，第一次为file。

✧设定ANSYS工作空间及数据库大小。

✧选择Run 运行ANSYS。

2、ANSYS用户界面ANSYS软件提供友好的交互式的图形用户界面（GUI），通过GUI可以方便访问程序的各种功能、命令、联机文档和参考资料，并可以一步一步的完成整个分析，使ANSYS易学易用。

ANSYS提供四种方法输入命令✧菜单✧对话框✧工具杆✧直接输入命令ANSYS有7个菜单窗口，如图，功能如表3、ANSYS基本操作ANSYS通过一些基本操作和选择具有不同功能的处理器模块来完成一个分析任务。

两类稳定问题有限元分析基本流程

两类稳定问题有限元分析基本流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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