基于ANSYS的水闸闸室结构有限元分析
ANSYS Workbench在水工铸铁闸门三维有限元分析中的应用
ANSYS Workbench在水工铸铁闸门三维有限元分析中的应用关凯伦【摘要】铸铁闸门是水利工程中一种典型的金属结构,其受力分析在以往的安全评价中往往被忽略,同时现有的电测方法在测量铸铁闸门时存在较大的局限性.ANSYS Workbench作为新一代的有限元协同仿真环境,适合处理三维有限元分析问题.文章基于ANSYS Workbench对铸铁闸门进行三维有限元分析,对面板、横梁、纵梁等主要构件进行强度和刚度校核.分析结果表明:闸门主要构件的强度、刚度计算结果均小于材料容许值,证明该方法切实可行,可为铸铁闸门的设计、安全检测和评价提供参考依据.【期刊名称】《中国水能及电气化》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】5页(P64-68)【关键词】铸铁闸门;ANSYS Workbench;三维有限元【作者】关凯伦【作者单位】辽宁江河水利水电新技术设计研究院有限公司,辽宁沈阳 110003【正文语种】中文【中图分类】TV6631 概述铸铁闸门是水利工程中一种典型的金属结构，起到关闭、开启或局部开启水工建筑物过水通道的作用。
与钢结构闸门相比，铸铁闸门具有良好的耐腐蚀、安装简单、使用寿命长、日常维护简单等优点，适用于渠系涵闸、排灌泵站等建筑物的小型闸门和孔口尺寸较小的水库涵洞闸门等中小型水利工程[1]。
水利工程安全评价中，水工闸门等金属结构的受力分析是重要的一个环节。
由于使用铸铁闸门的水利工程规模通常较小，其受力分析往往被忽略。
有的水利工程管理部门检测维护，多采用传统的结构应力检测方法如电测方法，在对铸铁闸门进行应力检测时，也常面临由于闸门尺寸较小、变形较小而导致现场无法布点检测或数据分析时偏差较大等问题。
目前，有限元方法发展日趋成熟，在工程模拟仿真领域应用愈发广泛，其高效简洁的特点与传统结构应力检测方法相比优势明显，在水利工程安全评价领域得到了越来越多的应用[2-6]。
ANSYS Workbench是ANSYS公司推出的新一代协同仿真有限元分析软件，该软件对于底层功能进行集成，可实现结构建模、材料定义、网格划分和数据处理输出等功能，界面友好易学，方便工程技术人员快速掌握应用。
基于ANSYS的水电站闸门井结构配筋计算研究
Ａ Ｓ Ｓ提供 了种类 繁 多 的单 元类 型 ，选 用 合 适 的 ＮＹ
单 元 ，建立符 合 工程 实 际 的 有 限元 模 型 ，有 利 于 提 高 计算 精 度和效 率 ，减 小解 题 规 模 … 。针 对 闸 门井结 构 配 筋计 算 ，建 立 的有 限元 模 型必须 具备 ２个 基本 条件 ：
永久性 主要 建筑 物 ，用 于 设 置 事 故 闸 门 。 由于事 故 闸
门具 有在 紧急情 况 下分 隔 输 水道 与 上 下 库 或 厂房 的作 用 ，因此 闸 门井 的结 构安 全 也 显 得尤 为重 要 。 以往 闸
门井 的结 构计算 ，常采 用 经 典 结 构力 学 法 ，将 闸 门井 结构 简化 为单根 简 支梁 或 固端 梁来 计 算 ，并 在 此 基 础 上完 成设计 配筋 ， 由于不 考 虑 围岩 的 弹性 抗 力 ，计 算 结果有 较 大 的局 限性 。近几 十 年 ，随 着 计算 机 技 术 的 发展 及有 限元分 析 理论 的 Ｅ趋 完 善 ，有 限 单元 法 在 水 ｔ 利工 程等 领域 获得 了广泛 的应 用 。本 文 以广 东清 远 抽 水 蓄能 电站上 库进 出水 口闸 门井 为 例 ，基 于 大 型通 用 有 限元分 析软 件 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ ，对 闸 门井 结 构进 行 有 限元 分
２ ）由于现行 的《 工钢筋混凝 土结构设 计规范》 水 （ Ｌ Ｔ ０７ ２０ ） Ｄ ／ ５ ５ － ０ ９ 只对 弹性 应力 配筋 方法 作 了原 则性 的说 明 ，可操 作性 不 强 ，因 此 为 了便 于 配筋 计 算 ，有 限元计算 得 出 的结 果最 好是 内力值 。
表 １ 出 了 ３种不 同 的有 限元 模 型 。 列
表 １ ３种 不 同的 闸 门 井 有 限 元 模 型 比 较
ansys有限元分析实用教程2篇
ansys有限元分析实用教程2篇第一篇：ansys有限元分析实用教程（上）有限元分析是一种广泛应用的数值分析方法，可用于模拟和分析各种结构和系统的受力、变形及其他物理行为。
在ansys软件平台下，有限元分析功能十分强大，能够对各种工程问题进行有效的分析和解决。
本文将介绍ansys有限元分析的基础操作和实用技巧。
一、建立模型在进行有限元分析前，首先需要建立准确的模型。
在ansys中，可以通过多种方式进行几何建模，包括手工绘制、导入CAD文件、复制现有模型等。
为了确保模型的准确性，需要注意以下几个方面：1.确定模型的几何形状，包括尺寸、几何特征等。
2.选择适当的单元类型，不同形状的单元适用于不同的工程问题。
3.注意建模过程中的单位一致性，确保模型的尺寸和材料参数等单位一致。
4.检查模型建立后的性质，包括质量、连接性和几何适应性等。
二、设置材料参数和加载条件建立模型后，需要设置材料的弹性参数和加载条件。
在ansys中，可以设置各种材料属性，包括弹性模量、泊松比、密度等。
此外，还需要设置加载条件，包括加速度、力、位移等。
在设置过程中，需要注意以下几个方面：1.根据实际情况选择材料参数和加载条件。
2.确保材料参数和加载条件设置正确。
3.考虑到不同工况下的加载条件，进行多组加载条件的设置。
三、网格划分网格划分是有限元分析中的关键步骤，它将模型分割成许多小单元进行计算。
在ansys中，可以通过手动划分、自动划分或导入外部网格等方式进行网格划分。
在进行网格划分时，需要注意以下几个方面：1.选择适当的单元类型和网格密度，确保模型计算结果的准确性。
2.考虑网格划分的效率和计算量，采用合理的网格划分策略。
3.对于复杂模型，可以采用自适应网格技术，提高计算效率和计算精度。
四、求解模型建立模型、设置材料参数和加载条件、网格划分之后，即可进行模型求解。
在ansys中，可以进行静态分析、动态分析、热分析、流体分析等多种分析类型。
基于软件ANSYS的水闸分析
基于软件ANSYS的水闸分析于志博１ 朱健聪２（１．华北水利水电大学，河南 郑州 ４５００００；２．河南省水利勘测设计研究有限公司，河南 郑州 ４５００１６）摘要：水闸底板是闸室的重要组成部件，其不仅具有防冲和防渗的作用，而且承担上部结构重量和传递荷载的功能，其安全性在一定程度上决定了整个闸室的安全，因此对其结构进行深入研究具有重要的理论和现实意义。
关键词：水闸；底板；弹性地基梁；ANSYS软件本论文以龙湖出口控制闸工程实例为研究对象，鉴于稳定计算结果，在七种工况下，选取较不利的三种工况，先采用弹性地基梁法（弹性地基梁程序）在三种工况下进行计算，得出三种工况下的弯矩值，找出弯矩值最大值的位置；再利用有限元法（ＡＮＳＹＳ），建立三维有限元模型，对位移、应力、应变进行分析，找出第一主应力的最大值位置，然后通过两种分析方法下的结果，进行比较，从而得出最不利工况以及最不利位置，相互验证，从而为底板结构设计提供了重要的参考依据，增强了结论的可靠性。
１．ＡＮＳＹＳ软件工程应用概述有限元法在水利工程中的应用主要体现在工程评价方面，利用有限元软件对一些比较重要的，如水闸等水工建筑物进行评价。
目前使用最为广泛的是ＡＮＳＹＳ软件，它是通用性软件，因而在各个领域均有应用。
利用ＡＮＳＹＳ软件对水闸的主要应用，进行模拟各类水闸的施工过程及其闸室段各结构在使用阶段所受到的各种荷载作用下（如水位变化对闸门的水压力变化荷载，地震荷载对闸室结构的作用等），结构是否满足安全需要的评价，同时还可以进行模拟闸室在浇注混凝土时的温度场，各类荷载工况下所产生的应力场等，通过模拟的结果进行分析［１］［２］［３］，由分析结果进行强度校核，必要时采取加固处理等措施。
２．ＡＮＳＹＳ软件的分析步骤首先要进行数据前处理，也就是建立有限元模型，由于ＡＮＳＹＳ本身无统一单位功能，在输入数据时应将数据进行单位统一。
前处理主要的工作是进行结点、单元、材料物理量等数据的准备与输入，然后进行结构体的网格划分、生成结点与单元数据。
大型水闸三维有限元抗滑稳定分析
大型水闸三维有限元抗滑稳定分析[摘要] 本文对新疆叶尔羌河中游渠首工程泄洪闸闸室结构和地基采用大型有限元软件ANSYS进行三维有限元抗滑稳定静、动力分析，静力分析采用弹性材料进行模拟，动力分析采用模态分析并结合反应谱法进行计算。
计算结果表明各工况下闸室结构抗滑稳定满足要求，可以直接为工程设计服务。
[关键词] 大型水闸三维有限元抗滑稳定分析1.工程概况新疆叶尔羌河中游渠首工程属大（2）型、Ⅱ等工程。
渠首由泄洪闸、进水闸、溢流堰兼西岸输水涵洞和上、下游导流堤、分流墙组成，枢纽总布置型式采用一字型闸堰结合型式。
泄洪闸为主体建筑物之一，为2级建筑物。
枢纽区距伽师强震区较近，地震设计烈度为7度，正常水位1192.25米，校核洪水位1193.99米。
闸基主要持力层为粉细砂层（Q4-1al+pl），泄洪闸闸室结构为普通钢筋混凝土结构，闸底板采用折线形，结构受力复杂，对闸室结构抗滑稳定不利[1]。
2.计算工况、荷载及其组合2.1 计算工况计算时主要考虑下面四种工况：工况1：完建工况工况2：正常运行工况工况3：校核洪水位工况工况4：地震工况2.2 计算荷载及其组合荷载计算主要包括闸室及上部结构自重、静水压力、水重、闸底板所受扬压力、浪压力及地震荷载。
荷载施加的具体情况如下：（1）在闸墩上游侧按工况施加静水压力、浪压力和泥沙压力。
（2）在闸墩下游侧按工况施加静水压力。
（3）按不同工况考虑闸室底板承受的水重和扬压力（采用改进阻力系数法计算水闸底板渗透压力）。
（4）将闸门所受荷载直接加在闸门槽上。
（5）按设计情况考虑闸门自重。
（6）土体自重均按饱和容重计算。
（7）闸室结构自重按钢筋混凝土容重计算。
计算时完建工况和正常运行工况为基本组合，校核洪水位工况和地震情况为特殊组合。
需计算的荷载见表1[2]。
3.计算方法3.1 基于三维有限元的静动力计算利用ANSYS有限元软件进行闸室结构和地基稳定的三维静动力稳定性分析，计算中将材料按弹性介质进行处理。
利用ansys进行东山泄水闸结构分析
ｄ ｉｍａ ｋ ， ｘ ＋ ７， ｏ，， ｘ ＋ｌ ｍａ ｋ ２ １
１ｉｉ９ Ｐ Ｌ语 句 生成 所 有 柱单 元 ，， １ Ｄ ＋ Ａ
＊ｎ ｄ ｅｄ ｏ
＊ ｔｔｓ ｓａｕ
作用 ： 传统 算 法 采 用 文 克 勒 地 基 模 型 的 弹 性 地 基 梁 法 或 倒 置
梁法 ． 实际情况有差别。 与
３ 设计 参数
！生成 上 部 结 构 的关 键 点
ｋ， ａ ｋ＋ｌ， — —１ ． ０． ０、 ３ ３—１ ３ ｍｘ ２１ ３ １２＋ ５， ５， ４． ３．
维普资讯
第 ４ ２卷 第 ３期
２０ ０ ６年 Ｏ ９月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇａ ｓ ｈ ｉ ｈ ｉ ｉｎ Ｊ ｓ ｕ ｎ ｕ Ｓ ｕ ｌ Ｓ ｕ ｄ ａ ｉｈ ｉ
Ｖ １ ２， ． ｏ ． Ｎｏ３ ４ Ｓｐ ２ ０ ｅ ．， ０ ６
（ ）混 凝 土 底 板 与 基 础 的 刚 度 相 差 很 大 ， 采 用 地 基 与 ２ 宜 上 部 结 构 共 同作 用 方 法 进 行 分 析 ． 虑 接 触 部 位 的变 形 协 调 考
ｖ ｅｈ ａ ！闸墩 网格 化 ‘ ｍ ｓ ．ｌ ｌ
！上部 结构 建模 ＊ｅ， ａｋ ｋ ， ，ｕ ｍａ ！ 取 最 大 关键 点 号 ｇｔｍ ，ｐ ｎ Ｒ ｍ， ｘ 获 ｘ
水 闸 混 凝 土 强 度 等 级 为 Ｃ ５．基 础 为 含 卵 石 砾 质 粗 砂 ２
层 ． １ 弹 性 模 量 Ｅ ３ ｘ ０ Ｐ ， 松 比 ｖ ０２ ， 然 密 厚 ０ｍ， ＝ ． ｌ ａ 泊 ０ ＝ ．５ 天 度 １９ ０ｋ／ 粘 聚力 Ｃ ０， 擦 角 ３ 。膨 胀 角 ２ 。 ５ ｇ ， ｍ ＝ 摩 ４， ５。 水 闸正 常蓄水 位 ２ ． 多年平 均年最 大风 速 １．ｍｓ ５０ ５ ｍ． ５ ／ ６ 。
水闸结构的有限元应力应变分析
【 摘 要】 本 文运用有 限元的思想并结含水闸 Ｔ ： 程实例 ， 采用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ有限元计算软件建立水闸模型 ， 分析水闸在 不同运行
工 况 作 用 下 的 应 力 和 应 变 ， 并 对 比 水 闸 结 构 稳 定复 核 计 算 结 果 ，得 到 二 者 具 有 相 同 的 计 算 结 果 ， 为 以后 水 闸 的 抗 滑 稳定及应力计算提供 新思路。
无水状态下结构 的有 限元计 算结果显示结构满
足 水 闸 规 范 对 稳 定 的需 要 。 当 结 构 所 处 的 地 基 条 件
较 为 软 弱 时 ，结 构 沉 降量 的取 值 会较 大 ， 对 于 水 闸
【 关键词】水闸 有限元 应力 稳定
Ａ ——闸室底面 的面积 （ ｍ 。 ） ：
３ ． 计 算 结 果 根据 《 水 闸设 计 规 范 》 ，闸 室 抗 滑 稳 定 安 全 系 数 计算公式为：
Ｇ ＋ Ｃｏ Ａ
Ｐ 一
一
３ ． 有 水 模 型 应 力 应 变状 态 分 析 闸室 和 水 流 垂 直 方 向 上 的 沉 降 是 均 匀 的 。其 中 闸 室 下 游 的 沉 降 量 小于 上 游 的 数 值 ， 数 值 差 为 ６ ～ ８ ｌ ｎ ｌ ｌ ｌ ， 满 足 要 求 。还 可 以 发 现 闸室 在 水 闸 工 作 期 会
ｗ —— 闸 室 底 面 对 于 垂 直 水 流 方 向 形 心 轴 的截
面矩 （ ｍ ） 。
底板则会产生均匀 的结构沉 降。通过 以上分析，对 于 完 整 的 水 闸结 构 ，根 据 其受 力 分 析 可 知 闸 室 受 到
的 是 压 力 。而 拉 应 力产 生 于 闸 墩 与 水 闸 底 板 相 邻 的 部 分 ，我 们 应 当 采 取 相 应 的工 程 措施 来 满 足 结 构 要
基于ANSYS的有限元分析
基于ANSYS的有限元分析有限元大作业基于ansys的有限元分析班级：学号：姓名：指导老师：完成日期：ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo,NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等。
是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。
目前，中国100多所理工院校采用ANSYS 软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
2D Bracket问题描述:We will model the bracket as a solid 8 node plane stress element.1.Geometry: The thickness of the bracket is 3.125 mm2.Material: steel with modulus of elasticity E=200 GPa.3.Boundary conditions: The bracket is fixed at its left edge.4.Loading: The bracket is loaded uniformly along its top surface. Theload is 2625 N/m.5.Objective: a.Plot deformed shapeb.Determine the principal stress and the von Mises stress. (Use the stress plots to determine these)c.Remodel the bracket without the fillet at the corner or change the fillet radius to 0.012 and 0.006m, and see howd.principal stress and von Mises stress change.一，建立模型1设置工作平面在ansys主菜单里找到workplane>wp settings,输入如下参数。
基于ANSYS的平面闸门流固耦合振动特性的有限元分析
Ms + Mp ］ ｛ ü｝ + ［ Cs ］ ｛· u｝ + ［ Ks ］ ｛ u｝ = ｛ F s ｝ + ｛ F G ｝ （ 2 ） ［ ［ Ms］ 、 ［ C s］ 、 ［ K s］ 式中， 分别为闸门结构的质量矩阵、 阻尼矩 Mp］ 阵、 刚度矩阵； ［ 为考虑水流的附加质量矩阵； ｛ F s ｝ 为仅 由附加动水压力引起的载荷向量； ｛ F G ｝ 为闸门结构上的其他 载荷向量。 考虑到闸门属于小阻尼结构系统， 特别是分析闸门系统 的固有振动特性时， 只需要研究与公式 （ 2 ） 对应的无阻尼自 因此， 其运动方程可以简化为 由振动系统即可， ［ Ms + Mp ］ ｛ ü｝ + ［ Ks ］ ｛ u｝ = 0 设该微分方程的解为 ｛ u｝ = ｛ ｝ sin（ ωt + φ） 将公式（ 4） 代入公式（ 3） 得到 （［ K s］－ ω2［ Ms + Mp ］ ） ｛ ｝ = 0 （ 5） 当结构自由振动时， 各节点的振幅不全为零， 即 ｛ ｝ ≠ 0。因此， 公式（ 5） 中括号内矩阵的行列式的值必等于零， 即 （ 4） （ 3）
展开公式（ 6） ， 得到一个以 ω 为未知量的、 无缺项的、 系 即频率方程， 解之得到 ω 的 数正负相间的 n 次代数方程式， n 个正实根， 从而求得系统的 n 个频率， 将这些频率按从小到 …， ω2 ， ωn ， 分别为结构的第 1、 第 2、 大的顺序排列得到 ω1 ， …、 第 n 阶固有频率。 2 闸门流固耦合有限元振动分析模型 对于闸门与流水耦合振动的公式 （ 3 ） ， 可以通过求系统 方程的特征值及特征向量的方法得到结构振动的固有频率 及其对应的振型， 即模态分析， 考虑闸门结构在无水和有水 2 种情况下所进行的模态分析， 即为干模态分析和湿模态分 析。对于大型复杂闸门的上述模态分析， 研究中应用大型有 限元分析软件 ANSYS 进行建模和计算， 进行模态提取时采 用适用于刚度矩阵和质量矩阵不对称的系统模态提取的非 对称矩阵法（ unsymmetrical） 。 2． 1 闸门实体模型及其有限元模型 由于闸门结构的复 首先运用 Pro / E 软件建立平面闸门的全尺寸实体模 杂性， 型， 再通过 ANSYS 软件与 Pro / E 软件接口， 将所建立的实体 模型导入 ANSYS 软件。通过对比 Pro / E 与 ANSYS 模型， 观 从而确保建模的完整性与正确性。 察其一致性， 对导入 ANSYS 软件的闸门模型进行网格划分， 可以得 到闸门的有限元模型。根据闸门的结构特点， 选用 SOLID45 单元。SOLID45 单元为三维实体单元， 具有塑性、 蠕变、 应力 强化、 大变形和大应变的功能。该单元有 8 个结点， 每个结 y、 z 方向的 3 个平移自由度。采取映射方式进 点具有沿着 x、 从而得到闸门的有限元分 行网格划分后再定义单元的属性， 析模型如图 1 所示。
ANSYS有限元分析步骤2
Fill between KPs：在已知的两个关键点之间插入一系列的
关
键点
实体建模—直线
Straight Line：生成直线 In Active Coord：通过两关键点生成直线 Overlaid on Area ：在选中面上两个关键点间创建该面上 最短的线 Tangent to Line：生成一条在一直曲线端点与之相切的曲 线 Norm to line：生成一条与已知线垂直正交的直线 At angle to line：生成与一条已知线成一定角度的直线
有限元模型由一些简单形状的单元组成，单元之
载荷
间通过节点连接，并承受一定载荷。
SOLID70单元
SOLID70具有三个方向的热传导能力。该单元有8个节点且每个节 点上只有一个温度自由度，可以用于三维静态或瞬态的热分析。该 单元能实现匀速热流的传递。假如模型包括实体传递结构单元，那 么也可以进行结构分析，此单元能够用等效的结构单元代替（如 SOLID45单元）
实体建模—面（正多边形）
Triangle：正三角形 Square：正方形 Pentagon：正五边形 Septagon：正九边形 Octagon：正八边形 By Inscribed Rad：设置内切圆的半径来绘制正多边形 By Circumscr Rad：设置外接圆的半径来绘制正多边形 By Side Length：根据边长来绘制正多边形 By Vertices：在工作平面上选取顶点绘制多边形
实体建模—坐标系
模型的建立都是在一定坐标系下完成的，ANSYS12.0中有三类总体坐 标系可供选择：笛卡尔坐标系、柱坐标系和球坐标系。
总体坐标系及其在ANSYS中的编号
总体坐标系 笛卡尔坐标 柱坐标（Z）
球坐标 柱坐标（Y）
基于结构有限元分析的水闸健康监测及除险加固设计研究
基于结构有限元分析的水闸健康监测及除险加固设计研究吕游;孟凡一
【期刊名称】《水利科技与经济》
【年(卷),期】2024(30)4
【摘要】水闸闸墩裂缝问题已经严重影响水工建筑物结构稳定和安全。
以某裂缝群力闸为对象,对其进行健康监测和除险加固设计,并以ANSYS Workbench有限元计算软件进行仿真分析。
结果表明,裂缝宽度与其水面接触情况相关,加固措施下的闸墩和内部灌浆材料在降幅温度差幅为4℃时的最大拉应力分别为0.45和
0.08MPa,钢板结构能较好满足抗拉强度。
研究提出的设计思路能为裂缝水闸的运维安全提供参考依据,保障水利工程的正常维护。
【总页数】6页(P48-53)
【作者】吕游;孟凡一
【作者单位】北京市京密引水管理处
【正文语种】中文
【中图分类】TV662
【相关文献】
1.六冯水闸除险加固工程金属结构设计
2.水闸除险加固设计结构稳定计算注意事项
3.苏北水利排险工程中水闸除险加固结构模拟设计分析研究
4.某大型水闸除险加固金属结构设计
5.基于水力计算和闸室结构分析的水闸除险加固研究
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基于ANSYS的水闸闸室结构有限元分析
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2014, 3, 51-58Published Online May 2014 in Hans. /journal/hjce/10.12677/hjce.2014.33007The Finite Element Analysis for SluiceChamber Structure Based on ANSYSLifeng Wei, Xijian LiaoNingbo City Water Resources and Hydropower Planning and Design Institute, NingboEmail: nbwlf@Received: Apr. 4th, 2014; revised: Apr. 28th, 2014; accepted: May 5th, 2014Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractIn order to complete the reinforcement design of lock chamber floor, we use 3D finite element analysis of the southern dike lock chamber in Meishan waterway under each working condition by using the ANSYS, calculate the lock chamber structure stress, and then select the maximum stress for reinforcement calculation. The calculated value of reinforcement ratio is lower than the stan-dard value. Study shows that the lock chamber structure based on ANSYS finite element analysis can calculate each part of the complex stressing sluice chamber structure’s stress, providing the basis for reinforcement; that has guiding significance for its design and optimization.KeywordsSluice, Finite Element, ANSYS, Structural Stress, Reinforcement基于ANSYS的水闸闸室结构有限元分析魏立峰，廖锡健宁波市水利水电规划设计研究院，宁波Email: nbwlf@收稿日期：2014年4月4日；修回日期：2014年4月28日；录用日期：2014年5月5日摘要为了完成闸室底板配筋设计，采用ANSYS对梅山水道南堤水闸闸室各工况进行三维模型的有限元分析，计算闸室结构应力，进而选取应力最大值进行配筋计算，配筋率计算值低于规范值。
基于软件ANSYS的水闸分析
基于软件ANSYS的水闸分析
基于软件ANSYS的水闸分析
于志博;朱健聪
【期刊名称】《探索科学》
【年(卷),期】2016(000)009
【摘要】水闸底板是闸室的重要组成部件,其不仅具有防冲和防渗的作用,而且承担上部结构重量和传递荷载的功能,其安全性在一定程度上决定了整个闸室的安全,因此对其结构进行深入研究具有重要的理论和现实意义.
【总页数】2页(384-385)
【关键词】水闸;底板;弹性地基梁;ANSYS软件
【作者】于志博;朱健聪
【作者单位】华北水利水电大学;河南省水利勘测设计研究有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】
【相关文献】
1.基于软件ANSYS的水闸分析 [J], 于志博; 朱健聪
2.基于水闸的组成及施工技术的探讨 [J], 陈明华
3.基于水闸的组成及施工技术的探讨 [J], 汪翔
4.基于ADINA的水闸与地基相互作用分析 [J], 高瑞强; 胡威; 姜俊红
5.基于ANSYS的水闸闸室结构分析 [J], 彭志荣; 金晶
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基于ANSYS的浑河闸钢闸门结构应力有限元分析
基于ANSYS的浑河闸钢闸门结构应力有限元分析余尚合（丹东市水务服务中心，辽宁丹东118000）［摘要］水工钢闸门等金属结构的安全评价和复核计算应定期进行，有限元方法相比传统的电测方法在工况模拟、可操作性和经济性等方面有着诸多优势。
文中基于ANSYS软件对浑河闸枢纽工程的钢闸门进行有限元数值模拟，对闸门主要构件包括面板和梁系结构进行分析校核。
从数值模拟结果可知，闸门主要构件的强度、刚度计算结果均不大于所用材料的容许应力和挠度值，满足规范和工程运行要求。
有限元方法的引入可以为电测方法测点的布置和量测提供基础数据，为钢闸门的设计、安全评价和复核计算提供参考依据。
［关键词］ANSYS；有限元；钢闸门；结构应力；浑河［中图分类号］TV663+.4［文献标识码］B［文章编号］1002—0624（2020）07—0009—03钢闸门作为常见的水利工程金属结构，起到启闭水利工程建筑物中过水孔口的作用[1]，钢闸门能否安全正常运行直接决定着水利工程的整体安全。
根据相关规程[2-4]，水工钢闸门等金属结构的安全评价和复核计算应定期进行，检测周期根据水工钢闸门的运行时间和运行状况确定。
在钢闸门的安全评价和复核计算过程中，有限元方法相比传统的电测方法在工况模拟、可操作性和经济性等方面有着诸多优势，许多专家学者[5-7]把在钢闸门的设计和优化过程中采用有限元方法，并结合现场检测结果对模拟计算结果进行分析，取得了良好效果。
1工程概况浑河闸枢纽工程建设地点位于浑河的中下游，该枢纽工程的设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为300年一遇，且能够承受500年一遇洪水。
该工程等别为Ⅰ等，工程规模为大（1）型，工程主要水工建筑物等级为1级。
浑河闸钢闸门采用露顶式型式，为平面定轮钢闸门，闸门孔口尺寸为9.6m×6.0m（宽×高），每扇钢闸门重35t，设计水头5.5m，堰顶高程30.5m，总共22扇，从左岸至右岸依次编号为1—22号。
基于ANSYS的水闸动力特性及内力分析方法研究
河海大学硕士学位论文基于ANSYS的水闸动力特性及内力分析方法研究姓名：关淑萍申请学位级别：硕士专业：水工结构工程指导教师：张燎军20060501第三章考虑流固耦台的ｕ型槽振动特性研究ｌ洲ｌ㈣－㈣Ｒ避０蓉－５０∞一ｌ∞∞一蜡００Ｂ５４３２ｉ／／／／／彪／散ＡＡ窳一．．阀．烈．烈．风．Ｗ树聊聊ｂｔ１ｌｆＶ够学Ｅ时同ｔ＾图３．９典型点动水压力时程曲线（２）不同时刻动水压力分布图图３．１００．８秒动水压力分布图（Ｐａ）图３．１１１．８秒动水压力分布图（Ｐａ）图３．１２２．８秒动水压力分布图（Ｐａ）河海大学硕士学位论文图３．１３３．８秒动水压力分布图（Ｐａ）图３．１４４．８秒动水压力分布图（Ｐａ）对苄Ｎ、、＼≮飞吣Ｎ忒飞。
Ⅵ器——●一ｏ８ｓ—｛Ｌ１８ｓ——＿卜－２．８ｓ——・卜＿３８ｓ—｛ｂ４８ｓ０２００００４００００６００００８００００１０００００１２００００１４００００动水压力（Ｐａ）图３．１５不同时刻动水压力分布图图３．１５给出了０．８秒、１．８秒、２．８秒、３．８秒、４．８秒时刻沿结构高度动水压力分布图。
可见，动水压力的最大值发生在结构底部偏上。
８６４２Ｏ舍一Ｉ恒窭嘏河海大学硕士学位论文线变化，即ｕ（ｔ）＝０．０４ｓｉｎ（２ｚｒｔ），共计算５个荷载周期，即５秒，共１００步。
喜饕趔Ｏ１２０４．５ｉ，Ｓ２．５０．５时ｉｉｌｔ／ｓ图３．１８输入的水平激励“（ｆ）＝Ｏ．０４ｓｉｎ（２ｎ＇ｔ）０秒时刻０．５秒时刻０．２５秒时刻０．７５秒时刻第三章考虑流固耦合的Ｕ型槽振动特性研究１．０秒时刻１．５秒时刻１．２５秒时刻１．７５秒时刻２．０秒时刻图３．１９水体晃动过程图从以上水体晃动过程可以看出，在水平位移激励下，水体晃动沿ｕ型结构两边非常明显，近似沿结构中心轴线上下波动，整体晃动不具有明显的规律性。
河海大学硕上学位论文３．４不同方法的结果分析验证为了便于比较分析，仍建立二维简单模型来近似模拟。
直接祸合分析网格剖分如图３．２２所示。
基于ANSYS软件的有限元分析
基于ANSYS软件的有限元分析作者：朱旭，霍龙，景延会，张扬来源：《科技创新与生产力》 2018年第7期摘要：ANSYS软件是大型通用有限元分析程序，操作简单方便，功能强大。
对ANSYS软件的发展历程和功能进行了说明，对基于ANSYS软件的有限元分析流程进行了详细介绍，并通过平面悬臂桁架结构实例详细介绍了ANSYS软件在有限元分析中的应用。
结果表明，ANSYS软件是有限元分析强有力的工具，能够完成各种工程问题的有限元数值模拟。
关键词：数值模拟方法；有限元分析；ANSYS软件中图分类号：TP391.7 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2018.07.097目前在工程领域中常用的数值模拟方法有有限单元法、边界元法、有限差分法等，其中以有限单元法的应用和影响最广。
有限单元法是一种连续结构离散化数值计算方法，通过对连续体划分单元，用单元和节点组成有限未知量的近似离散系统去逼近无限未知量的真实连续系统[1]。
有限单元法具有适应性强、计算精度高、计算格式规范统一等诸多优点，已经广泛应用到土木工程、机械工程、航空航天、核工程、海洋工程、生物医学等诸多领域中。
早在18世纪末，欧拉就用与现代有限元相似的方法求解了轴力杆的平衡问题。
随着计算机技术的快速发展，有限元数值模拟技术日益成熟。
ANSYS软件是美国ANSYS公司出品的集结构、流体、电场、磁场、声场等多领域分析于一体的大型通用有限元分析软件，能与多数计算机辅助设计软件（如Pro/Engineer，CATIA，AutoCAD等）接口，实现数据的共享和交换[2]。
基于ANSYS软件的有限元分析，将有限元分析和计算机图形学结合在一起，不仅能够为各种工程问题提供可靠的有限元分析结果，而且可以显示构件的变形图和应力云图等可视化结果，还可以观察到试验中无法观察到的发生在结构内部的一些物理现象，例如弹体在不均匀介质侵彻过程中的受力与偏转等。
ANSYS有限元分析软件在铜湾水电站工程闸坝应力计算中的应用
＜ 湖南水利水电） ｏ ６ ２ ０ 年第 ３ 朋
王旭斌 张 飚
郑 永兰
４０ ０ ） １０ ７
（ 南 省 水 利 水 电勘 测 设 计 研 究 总 院 长 沙 市 湖
【 摘 要 】 Ａ Ｓ Ｓ是 目前较 为 常用 的 大型通 用有 限元 分析软 件 ， ＮＹ 文章采 用 该软件 建 立 空间有 限元 三维模 型 ， 算铜 湾 水 电站 工程 的闸坝 应 力 ， 方便 快捷 地验 算 了闸坝 设计 的 安全 可 靠性 。 对类 似 计 较 工程分析 有 一 定参考 意 义 。
【 关键 词 】 铜 湾水 电站
Ａ Ｓ Ｓ有 限元软 件 闸坝应 力计算 分析 ＮＹ
水 ， 压 启 闭 机 启 闭 。闸墩 最 大 高度 为 ４ ， 闸墩 厚 ３ ， 液 ３ｎ中 ｒ 、ｒ ５ｎ
翮 ห้องสมุดไป่ตู้ 舌
铜 湾 水 电 站 位 于 沅 水 干 流 中 游 湖 南 省 怀 化 市 中 方 县 境
３
维普资讯
王旭斌
张
飚
郑永兰 ，Ａ Ｓ Ｓ有限 元分析软件 在铜湾水 电站工程 闸坝应 力计算 中的应用 ， ＮＹ 应 力 （ ２ ， 大 压应 力 出现 在 坝 趾 处 ， 图 ）最 峰值 为 ７ ５５ Ｐ 。 １． ｋ ａ 在 ５
根 据 类 似 工 程 经 验 ，本 次 计 算 主 要 考 虑 长 期组 合应 力控 制 工 况 和 短 期 组 合 应 力 控 制 工 况 ， 种 工 况 说 明如 下 ： 两 （ ） 况 １长 期 组 合 ） 正 常 蓄 水 位 发 电工 况 。按 弧 形 闸 １工 （ ：
得 到 较 好 的 应 力 等值 线 图 ，并 能在 应 力 图上 显 示 闸坝 的位 移
基于ANSYS的孟家闸闸室稳定有限元分析
ｌ １ ． ８ ６ ｍ （ 黄 海 ，下 同 ） ，排 涝 流 量 ５ ５ ６ ｍ ／ ｓ ，相 应 闸 上 、下 游 水 位 分 别 为 １ Ｏ ． ３ ７ 、１ ０ ． ２ ６ ｍ， 设 计 蓄 水量 ６ ５ ５万 ， 最 大 蓄 水 量 ９ ３ ０万 ｎ ｎ ３ ，相 应 闸 上 、游水 位分 别为 ９ ． ５ ６ 、１ ０ ． ２ ６ ｍ，年 调 节 水 量 ２ ８ ０ ０万 。孟 家 闸 自建 成 后 已运 行 ４ ０余 年 ，担
对 病 险 水 闸 闸 室稳 定 性 进 行 分 析 及 应 用 。 对 于 一 个 复 杂 的三 维 立 体 结 构 闸室 来 说 ，本 文 采 用 自底
质 量 检 测 中心 站 对 该 闸 进 行 安 全 鉴 定 ，评 定 该 闸 为 三 类 病 险 水 闸 。其 中 闸 室 存 在 的 主 要 问 题 包
思路。
【 关键 词 】 闸室稳 定
Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 三维 有 限元
【 Ｄ ０ Ｉ编 码 】 １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ ～ ２ ４ ６ ９ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ １ ７
【 中图 分类 号 】
Ｔ Ｖ ６ ６ ２ 【 文 献标 识 码 】 Ｂ 【 文章 编 号 】 １ ６ ７ ２ － ２ ４ ６ ９ （ ２ ０ １ ３ ）１ １ － ０ ０ ５ ４ — ０ ２
荷载计 算包 括完建期 的底板 自重 、闸墩 、闸 门 、交 通 桥 、排 架 、机 架 桥 、启 闭机 ，还 包 括 最 高挡 水位 时 的 水 平 水 压 力 、上 游 水 重 、扬 压 力 、
初学ansys水闸静力分析
混凝土闸门在静力作用下的计算题目：闸门尺寸如下图所示，材料为混凝土C25，Ｅ=28GPa ，μ=0.167，r =2400kg/m 3，地基参数为： r =1500kg/m 3，E=10 MPa ，μ=0.3。
计算水闸有无地基时在自重作用下的两种工况。
一、 利用ANSYS 建立3D 模型，闸门取单位宽度1 m 。
利用材料力学法闸底水平截面上的正应力为：67200BW-=-=∑EyσPa211680==gh Ay ρσ Pa工况一、有地基闸体，仅考虑自重工况二、无地基闸体，仅考虑自重二、利用ANSYS建立模型计算结果工况一、1.水闸与地基整体Y方向位移云图（单位：m）应力云图（单位：Pa）2.闸墩xσ应力云图（单位：Pa）3.闸墩yσ应力等值线图（单位：Pa）3.闸墩yσ应力云图（单位：Pa）4.水闸底板yσ应力等值线图（单位：Pa）5.水闸底板yσ应力云图（单位：Pa）6.地基yσ应力等值线图（单位：Pa）7.地基y工况二、8.水闸Y方向的位移云图（单位：m）应力云图（单位：Pa）9.闸墩yσ应力等值线图（单位：Pa）10.闸墩yσ应力云图（单位：Pa）11.底板y12.底板y σ应力等值线图（单位：Pa ）将A 、B 、C 点处的计算结果汇总在下表中：EANSYS 有地基 (20) ANSYS 有地基（40）ANSYS 有地基（50） ANSYS 无地基ANSYS 有地基（40）μ=0y σ（MPa ）-0.381-0.483-0.551-0.28-0.472Aμ=0.167yσ（MPa ） Aμ=0yσ（MPa ） 材料力学解 -0.211材料力学解-0.211 ANSYS 无地基 -0.224 ANSYS 无地基 / ANSYS 有地基（20） -0.221ANSYS 有地基（20）-0.162 ANSYS 有地基（40） -1.917 ANSYS 有地基（40） -0.194 ANSYS 有地基（50） -0.204 ANSYS 有地基（50） -0.206 ANSYS 有地基（60）-0.206ANSYS 有地基（60） -0.208（1） 闸在8m 水头作用下闸底水平截面上的正应力为：6310836.061810008.93h 0.5h ρgh M ⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= N·m626max1002.5116110836.0M ⨯=⨯⨯⨯==zAyI y σPa0784.0810008.9ρGH =⨯⨯-=-=C yσMPa==D yD xσσ，610313.015.0⨯=⨯⨯=hgh C xA x ρσσb ）利用ANSYS 建立模型计算结果1. x σ的应力云图（单位：Pa ）σ的应力云图（单位：Pa）2.yσ的应力等值线图（单位：Pa）3.x的应力等值线图（单位：Pa）4.y5.xyτ的应力云图（单位：Pa）将B、C点处的计算结果汇总在下表中A μ=0.167xσ（MPa）yσ（MPa）zσ（MPa）xyτ（MPa）Aμ=0xσ（MPa）yσ（MPa）材料力学解5.02 材料力学解5.02ANSY 1.69 3.67 0.27 -0.73 ANS/ /S无地基YS无地基ANSY S有地基(20) 1.95 3.68 0.29 -0.71 ANSYS有地基(20)1.82 3.62ANSY S有地基（40）3.21 5.00 0.69 -1.20 ANSYS有地基（40）3.004.88ANSY S有地基（50）3.66 5.48 0.86 -1.38 ANSYS有地基（50）3.43 5.34ANSY S有地基（60）3.57 5.45 0.40 -1.31 ANSYS有地基（60）0.372 5.56E xσ（MPa）yσ（MPa）zσ（MPa）xyτ（MPa）yzτ（MPa）xzτ（MPa）ANSY-0.35 -2,71 -0.51 0.25 / /S无地基-0.45 -2,84 -0.23 0.20 / /ANSYS有地基(20)-0.20 -3.02 -0.25 -0.04ANSYS有地基（40）=0-0.52 -3.05 -0.24 -0.23ANSYS有地基（40）-0.53 -3.31 -0.33 -0.20ANSYS有地基（50）-0.50 -3.45 -0.32 -0.21ANSYS有地基（60）在水压力单独作用情况下，x方向最大位移发生在闸体顶部内侧为7.2 mm，y方向最大位移发生在闸体顶部外侧为0.50 mm。
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5. 闸室结构应力分析
5.1. 承载力安全系数
根据《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)，承载能力极限状态计算时，钢筋混凝土的承载力安 全系数 K 应不小于表 3 的规定。结构在检修期的承载力计算，安全系数 K 应按表中基本组合取值；对校 核水位的承载力计算，安全系数 K 应按表中偶然组合取值。
m (包括空箱壁厚度)，中墩厚 2 m，缝墩厚 2.8 m，采用 C35 混凝土。胸墙厚 0.4 m，采用 C35 混凝土。 钢筋均采用 HRB335 级。采用有限元法计算时，水闸结构自重根据材料密度自动施加，钢筋混凝土密度 统一采用 2500 kg/m3。
根据水闸平面布置图确立的水闸结构分缝方式及结构对称原理，将南堤水闸闸室各分为 A、B 两段进 行建模。上部结构荷载通过垂直于水流方向的两段承重墙传递至闸室。闸室结构及基桩均采用实体单元 (SOLID92)，每根基桩底面中心建立 1 个水平弹簧单元和一个竖向弹簧单元(COMBIN14)，弹簧刚度采用 设计单桩刚度，其中竖向刚度 Ey 桩 = 8.9 × 108 N/m，水平刚度 Ex 桩 = 3.3 × 107 N/m。本文对水闸闸室 B 段底板进行分析，物理模型及对应的三维有限元模型如图 1、图 2 所示，并将闸墩及胸墙分别进行编号。
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基于 ANSYS 的水闸闸室结构有限元分析
本工程水闸建筑物级别为 2 级，不同工况下钢筋混凝土构件的承载力安全系数取值如表 4 所示。
5.2. 内力分析结果
在闸墩竖向压力和基桩反力共同作用下，水闸闸室底板主要承受垂直于水流方向的弯矩作用。规定 以底板底面受拉为正弯矩，以底板顶面受拉为负弯矩。以单排(或单列)桩的中心线所在截面为控制截面计 算其截面弯矩。据试算，在顺水流方向上，闸室底板所受弯矩很小，可仅按构造要求配置分布钢筋。
南堤闸外海 不考虑 2.39 m −2.78 m 2.39 m 4.64 m
水道内 不考虑 0.50 m 2.21 m 0.50 m 0.00 m
接提取单元节点上的内力、应力和位移等解答。因此，需要基于 ANSYS 路径映射原理[6]，采用 APDL
语言编制可计算结构任意截面的轴力和弯矩的程序，在此基础上进行截面配筋。具体步骤如下：
3. 基于 ANSYS 有限元分析的闸室内力计算方法
在不同工况下对结构做配筋计算时，需要获得控制截面所承受的轴力和弯矩。但有限元软件只能直
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基于 ANSYS 的水闸闸室结构有限元分析
Table 1. load combination table for stress analysis of locks lock chamber 表 1. 水闸闸室应力分析荷载组合表
Table 2. The sluice’s inside and outside water level under each calculation condition 表 2. 各计算工况采用的水闸内外水位
荷载组合 基本组合 特殊组合
计算情况 完建情况 正常蓄水位情况 设计洪水位情况 检修情况 最高挡潮水位情况
(1) 在截面上沿配筋方向建立主路径 P 和子路径 ri。主路径 P 根据计算精度由 n 个点 Pi (i = 1,2,…,n) 组成，然后在 Pi 上沿主路径 P 的法线方向建立子路径 ri，并存储 ri 的法线方向{Ti}。子路径 ri 根据计算 精度划分为 n 段，n + 1 个点。
(2) 映射结果到子路径 ri 上。将单元主应力 S1，S2，S3 映射到子路径 ri 上的各个点上。 (3) 计算子路径 ri 的轴力和 pi 点处弯矩。路径 ri 上每个点上的轴力强度：
1,2,…,n)，重复上述步骤得到各个子路径的轴力 Ni 和点 pi (i = 1,2,…,n)的弯矩 Mi，基于上述数据可进行截 面配筋计算。
4. 水闸三维有限元模型
南堤闸水闸底板厚 1.5 m，采用 C30 混凝土。底板垫层采用厚 0.1 m，采用 C15 混凝土砼。边墩厚 1.4
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基于 ANSYS 的水闸闸室结构有限元分析
关键词
水闸，有限元，ANSYS，结构应力，配筋
1. 引言
有限元分析方法在水工建筑物的可靠度分析方面取得巨大成就[1] [2]，其在水闸结构分析的应用已经 非常广泛。曹邱林等借助三维有限元软件 ABAQUS 对软基上的焦土港闸进行了计算，分析研究了不同闸 内外水位情况下微桩群复合地基以及闸室结构的应力应变情况[3]。陈亚鹏等通过对崔家营航电枢纽泄水 闸闸墩有限元分析，计算应力、位移数值并归纳出其变化规律，为泄水闸闸墩结构设计提供了依据[4]。 满广生采用有限元对深孔闸的闸室进行了分析计算，根据空间板的分析理论，在厚薄板问题的受力计算 基础上考虑了闸内力的作用[5]。
Keywords
Sluice, Finite Element, ANSYS, Structural Stress, Reinforcement
基于ANSYS的水闸闸室结构有限元分析
魏立峰，廖锡健
宁波市水利水电规划设计研究院，宁波 Email: nbwlf@ 收稿日期：2014年4月4日；修回日期：2014年4月28日；录用日期：2014年5月5日
2. 水闸基本设计参数 2.1. 荷载组合
设计水闸时，应将可能同时作用的各种荷载进行组合。荷载组合可分为基本组合和特殊组合两类。 针对完建、正常蓄水位、设计洪水位、检修、最高挡水位工况，闸室所受荷载如表 1 所示。
2.2. 水位组合
梅山水道南堤闸外海 P = 1%设计高潮位为 4.64 m，P = 1%设计低潮位为−2.78 m；多年平均高潮位 2.39 m，平均潮位 0.68 m，平均低潮位−1.21 m；水道内设计常水位 0.50 m (对应于正常洪水位情况)，排 涝起排水位 0.00 m；20 年一遇最高洪水位 2.21 m (对应于设计洪水位情况)。各工况对应的水位情况如表 2 所示。
Abstract
In order to complete the reinforcement design of lock chamber floor, we use 3D finite element analysis of the southern dike lock chamber in Meishan waterway under each working condition by using the ANSYS, calculate the lock chamber structure stress, and then select the maximum stress for reinforcement calculation. The calculated value of reinforcement ratio is lower than the standard value. Study shows that the lock chamber structure based on ANSYS finite element analysis can calculate each part of the complex stressing sluice chamber structure’s stress, providing the basis for reinforcement; that has guiding significance for its design and optimization.
根据《水闸设计规范》(SL265-2001)规定，水闸结构应力分析应根据各分部结构布置型式、尺寸及受 力条件等进行。受力条件复杂的大型水闸闸室结构宜视为整体结构采用空间有限单元法进行应力分析， 必要时应经结构试验验证。南堤闸工程等别为 2 级，属大(2)型水闸，水闸为双层结构，在各工况下受除 自重和水压力外多种不同大小和方向的荷载作用，闸室基础为微桩群复合地基，桩体和地基土体协调变 形[3]，相对于纯土体地基对闸底板应力分布影响更为复杂，因此有必要采用有限元法对此水闸应力分析。 本文利用 ANSYS 有限元分析软件对南堤水闸结构进行数值模拟，分析其底板受力情况及工作状态，为 结构配筋提供有效的依据。
摘要
为了完成闸室底板配筋设计，采用ANSYS对梅山水道南堤水闸闸室各工况进行三维模型的有限元分析，
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基于 ANSYS 的水闸闸室结构有限元分析
计算闸室结构应力，进而选取应力最大值进行配筋计算，配筋率计算值低于规范值。研究表明，基于ANSYS 对闸室结构进行有限元分析能够计算复杂受力的水闸闸室结构各部位应力，为配筋提供依据，对其设计 及优化具有指导意义。
荷载组合 基本组合 特殊组合
计算工况 完建情况 正常蓄水位情况 设计洪水位情况 检修情况 最高挡潮水位情况
荷载 自重(+土压力) 自重 + 水重 + 静水压力 + 扬压力 + 浪压力(+ 土压力) 自重 + 水重 + 静水压力 + 扬压力 + 浪压力(+ 土压力) 自重 + 静水压力 + 扬压力 + 浪压力(+ 土压力) 自重 + 水重 + 静水压力 + 扬压力 + 浪压力(+ 土压力)
The Finite Element Analysis for Sluice Chamber Structure Based on ANSYS
Lifeng Wei, Xijian Liao
Ningbo City Water Resources and Hydropower Planning and Design Institute, Ningbo Email: nbwlf@ Received: Apr. 4th, 2014; revised: Apr. 28th, 2014; accepted: May 5th, 2014 Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/