大坝ANSYS

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拱坝ansys命令流

某砌石拱坝位于U型河谷中，坝高55.5m，为单曲等厚拱坝，顶宽5m，底宽16m，坝顶弧长115.65m，弧高比2.1。

首先输入基本参数，自底向上生成坝体。

!坐标系原点位于拱坝轴线与拱坝参考面的交点在坝基的投影，X轴指向右岸，Y轴指向下游，Z轴铅直向上!单位:长度-M,力-KN,加速度-M/S,密度-KN/M3!!FINI!退出当前处理器/CLEAR,START/FILNAME,ARCHDAM,1!指定新的工作文件名/PLOPTS,DATE,0/TRIAD,LBOT/VIEW,1,1,1,1/VUP,1,Z*AFUN,DEGZ_UP=53 !上游水位Z_DOWN=0 !下游水位Z_SAND=38 !泥沙淤积水位DENS_SAND=0.6 !淤积泥沙浮容重ANG_FRI=16 !淤积泥沙内摩擦角LAYER_NUM=8 !定义拱层数*DIM,ELEVATION,ARRAY,LAYER_NUM !定义拱圈高程*DIM,T_ARCH,ARRAY,LAYER_NUM !定义拱厚*DIM,ARCH_RAD,ARRAY,LAYER_NUM,2 !定义圆弧半径，上下游*DIM,RAD_CEN,ARRAY,LAYER_NUM !定义圆弧中心Y值*DIM,ARCH_ANGLE,ARRAY,LAYER_NUM,2 !定义圆弧左右中心角ELEVATION(1)=55.5,47,39,29,24,19,9,0 !拱圈高程H_DAM=ELEVATION(1)-ELEVATION(LAYER_NUM) !坝高T_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00 !拱厚ARCH_RAD(1,1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00 !外半径*VOPER,ARCH_RAD(1,2),ARCH_RAD(1,1),SUB,T_ARCH(1) !计算内半径RAD_CEN(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00 !圆心位置,Y坐标ARCH_ANGLE(1,1)=-47.72,-46.36,-45.06,-43.36,-41.88,-40.38,-37.32,-34.48 !左中心角ARCH_ANGLE(1,2)=49.73,47.13,44.68,41.57,40.44,39.29,36.92,35.72 !右中心角W_DAM1=-ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1)) !坝顶左弦长W_DAM2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2)) !坝顶右弦长LOCAL,11,1,0,RAD_CEN(1),ELEVATION(1),-90 !局部柱面坐标,原点位于顶拱圆心,X轴为拱坝中心线,指向上游,Y轴为中心角!为查值计算坝体温度，重新定义一套数组*DIM,TEMPUP,TABLE,LAYER_NUM !上游面温度*DIM,TEMPDOWN,TABLE,LAYER_NUM !下游面温度*DIM,T2_ARCH,TABLE,LAYER_NUM !拱厚*DIM,Y_RAD,TABLE,LAYER_NUM !圆心到坝轴线距离*DIM,RADUP,TABLE,LAYER_NUM !外半径TEMPUP(1)=-8.84,-7.30,-5.66,-4.94,-4.99,-5.17,-5.73,-6.25TEMPUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53TEMPDOWN(1)=-8.84,-8.21,-7.36,-6.32,-5.86,-5.45,-4.72,-6.71 TEMPDOWN(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53T2_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00T2_ARCH(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53Y_RAD(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00Y_RAD(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53RADUP(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00RADUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53CSYS,0!/PNUM,KP,1!/PNUM,LINE,1/PREP7KNN=0*DO,II,1,LAYER_NUM !生成拱坝控制关键点,每层6个点,上下游个三个点PX1=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))PY1=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))PX2=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))PY2=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))K,KNN+1,PX1, PY1,ELEVATION(II)K,KNN+2,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1),ELEVATION(II)K,KNN+3,PX2, PY2,ELEVATION(II)PX3=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))PY3=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))PX4=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))PY4=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))K,KNN+4,PX3, PY3,ELEVATION(II)K,KNN+5,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2),ELEVATION(II)K,KNN+6,PX4, PY4,ELEVATION(II)KNN=6*II*ENDDOLARC,1,3,2 !生成拱圈线*REPEAT,LAYER_NUM*2,3,3,3L,1,4*REPEAT,LAYER_NUM,6,6L,3,6*REPEAT,LAYER_NUM,6,6ASKIN,1,3,5,7,9,11,13,15 !生成上游面ASKIN,2,4,6,8,10,12,14,16 !生成下游面ASKIN,17,18,19,20,21,22,23,24 !生成侧面ASKIN,25,26,27,28,29,30,31,32AL,1,17,2,25AL,15,24,16,32VA,6,1,3,2,4,5==============================拉伸坝体侧面、底面，并进行切割，生成坝基!拉伸生成坝基ASEL,S,AREA,,4 !选择右侧面VEXT,ALL,,,4*H_DAM !拉伸成基岩ASEL,S,AREA,,3 !选择左侧面VEXT,ALL,,,-4*H_DAM !拉伸成基岩ALLSELASEL,S,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-1,ELEVATION(LAYER_NUM)+1 !选择底面VEXT,ALL,,,,,-NINT(H_DAM /10)*10ASEL,S,AREA,,10,20,5ASEL,A,AREA,,23,27,4VEXT,ALL,,,,4*H_DAMASEL,S,AREA,,8,18,5ASEL,A,AREA,,25,29,4VEXT,ALL,,,,-4*H_DAMALLSEL,ALLSAVEWPROTA,,90WPOFFS,,,NINT(H_DAM*1.5/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,Y,-200,-H_DAM*1.4VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPOFFS,,,-NINT(H_DAM*3.5/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,Y,NINT(H_DAM*2/10)*10,NINT(H_DAM*2/10)*100VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPCSYS,,0WPROTA,,,90WPOFFS,,,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,X,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*50 VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPOFFS,,,-NINT((W_DAM2+W_DAM1+2*H_DAM)/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,X,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*50,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*10 VDEL,ALL,,,1WPCSYS,,0VSEL,ALLSAVE==============================用各控制高程切割整个模型，便于划分单元及计算成果和拱梁法比较*DO,II,LAYER_NUM,3,-1WPOFFS,,,ELEVATION(II-1)-ELEVATION(II)VSBW,ALL,,DELETE*ENDDOWPCSYS,,0ALLSELWPROTA,,,90VSBW,ALL,,DELETEWPCSYS,,0NUMMRG,ALLNUMCMP,ALLPX1=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))PX2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))VSEL,S,LOC,X,PX1,PX2VSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM),ELEVATION(1)CM,DAM,VOLUVSEL,INVECM,BEDROCK,VOLUALLSEL==============================生成溢流堰CMSEL,S,DAMVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1)-0.1,ELEVATION(2)+0.1/VIEW,1,1,1,1VPLOT !生成溢流堰,为便于建模和施加荷载,与实际不太相符,根据圣维南原理,对大坝的总体应力不会有太大影响W_WEIR=8 !溢流堰单孔宽(坝轴线处)NUM_WEIR=5 !溢流堰孔数W_WALL=2.5 !溢流堰闸墩宽(坝轴线处)WPOFFS,,,ELEVATION(1)-ELEVATION(LAYER_NUM)WPOFFS,,RAD_CEN(1)WPROTA,,,90*AFUN,RADPI=2*ACOS(0)SITTA1=(W_WEIR*NUM_WEIR+W_WALL*(NUM_WEIR+1))/68*180/PI !溢流堰总中心角SITTA2=W_WEIR/ARCH_RAD(1,1)*180/PI !溢流堰单孔中心角SITTA3=W_WALL/ARCH_RAD(1,1)*180/PI !溢流堰单个闸墩中心角WPROTA,,-SITTA1/2VSBW,ALL,,DELETE*DO,II,1,NUM_WEIRWPROTA,,SITTA3VSBW,ALL,,DELETEWPROTA,,SITTA2VSBW,ALL,,DELETE*ENDDOWPROTA,,SITTA3VSBW,ALL,,DELETESAVECMSEL,S,BEDROCKVSEL,INVEVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11VSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2,SITTA1/2CM,YLYY,VOLU*DO,II,1,NUM_WEIRCMSEL,S,YLYYVSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2+II*SITTA3+(II-1)*SITTA2,-SITTA1/2+II*SITTA3+II*SITTA2 VDEL,ALL,,,1,,,1*ENDDOCSYS,0CMSEL,S,BEDROCKVSEL,INVECM,DAM,VOLUCMSEL,S,DAMVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11VSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2,SITTA1/2,CM,ZHADUN,VOLUCSYS,0WPCSYS,,0VSEL,ALLNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLSAVE==============================划分单元!定义单元性质和材料ET,1,SOLID95MP,EX,1,1E7MP,NUXY,1,0.25MP,DENS,1,23 !坝体容重MP,ALPX,1,0.7E-5MP,REFT,1,0MP,EX,2,0.8E7MP,NUXY,2,0.21MP,ALPX,2,0.0MP,REFT,2,0!坝体单元划分CMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,S*AFUN,DEGPX1=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))PX2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))PX3=ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*SIN(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,1)) PX4=ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*SIN(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,2)) LSEL,U,LOC,X,PX3,PX1LSEL,U,LOC,X,PX4,PX2LSEL,U,LOC,X,0LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)LESIZE,ALL, , ,20,CM,LTEMP1,LINECSYS,0CMSEL,S,DAMASLV,SLSLA,SCMSEL,U,LTEMP1CM,LTEMP2,LINELSEL,U,LENGTH,,T_ARCH(LAYER_NUM)+0.1,1000LSEL,R,TAN1,ZCSYS,11LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(2)CSYS,0CM,LTEMP3,LINELESIZE,ALL, , ,5,ALLSELCMSEL,S,LTEMP2CMSEL,U,LTEMP3LSEL,U,TAN1,ZCM,LTEMP4,LINELESIZE,ALL, , ,3,CMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11LSEL,U,LOC,Y,-SITTA1/2-1,SITTA1/2+1LSEL,U,LENGTH,,0,T_ARCH(1)+0.1CSYS,0CMSEL,U,LTEMP3CMSEL,U,LTEMP4LESIZE,ALL, , ,10,CM,LTEMP5,LINECMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CMSEL,U,LTEMP3CMSEL,U,LTEMP4CMSEL,U,LTEMP5LSEL,U,LENGTH,,0,3CM,LTEMP6,LINELESIZE,ALL, , ,4,CSYS,0ALLSELMSHAPE,0CMSEL,S,DAMVSWEEP,ALLSAVE!坝基单元划分CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,XLSEL,U,LOC,X,PX2,PX1CM,LTEMP7,LINELESIZE,ALL, , ,5,, , , ,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,YPY4=RAD_CEN(LAYER_NUM)-ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*COS(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,2))+20 LSEL,U,LOC,Y,-10,PY4CM,LTEMP8,LINELESIZE,ALL, , ,6,4, , , ,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,ZLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM),ELEVATION(LAYER_NUM)-200LESIZE,ALL, , ,5,5, , , ,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,ZLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(LAYER_NUM)LESIZE,ALL, , ,3,CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,-50,-1000LSEL,R,LOC,Y,-10,PY4CSYS,11LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(LAYER_NUM)CSYS,0LSEL,R,LENGTH,,T_ARCH(LAYER_NUM)-5,T_ARCH(LAYER_NUM)+3,LESIZE,ALL, , ,5,CSYS,0CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-50,ELEVATION(LAYER_NUM)-1000LSEL,R,LOC,X,PX2,PX1LESIZE,ALL, , ,20,CMSEL,S,BEDROCKMAT,2VMESH,ALL!单元划分完毕ALLSELNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLSAVE==============================定义边界条件，顺河向约束Y向位移，横河向约束X向位移，底面约束竖向Z位移FINI/SOLU!边界位移条件*GET,NXMAX,NODE,,MXLOC,X*GET,NXMIN,NODE,,MNLOC,X*GET,NYMAX,NODE,,MXLOC,Y*GET,NYMIN,NODE,,MNLOC,Y*GET,NZMIN,NODE,,MNLOC,ZNSEL,S,LOC,X,NXMAXNSEL,A,LOC,X,NXMIND,ALL,UX,0 !约束上下游边界X向位移NSEL,S,LOC,Y,NYMAXNSEL,A,LOC,Y,NYMIND,ALL,UY,0 !约束左右边界Y向位移NSEL,S,LOC,Z,NZMIND,ALL,,ALL,0 !约束底面边界Z向位移NSEL,ALL==============================施加水荷载，淤沙压力，坝体自重!大坝荷载ALLSELCMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SCSYS,11ASEL,R,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-0.1,ARCH_RAD(1,1)+0.1 NSLA,S,1CM,N_DAMUP,NODE !定义大坝上游面节点CSYS,0ALLSELCMSEL,S,DAMASLV,SASEL,R,EXTLSLA,SLSEL,R,LOC,X,0LSEL,U,LOC,Y,-0.1,0.1LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(2)LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)ASLL,SASEL,U,LOC,X,0LSLA,SNSLA,S,1CM,N_DAMDOWN,NODE !定义大坝下游面节点ALLSELCMSEL,S,YLYYASLV,SCSYS,11ASEL,R,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-0.1,ARCH_RAD(1,1)+0.1 ASEL,U,,,291,326,326-291NSLA,S,1CM,N_ZHADUN1,NODE !定义溢流坝中墩节点ASEL,S,,,291,326,326-291NSLA,S,1CM,N_ZHADUN2,NODE !定义溢流坝边墩节点CSYS,0*IF,Z_UP,NE,ELEVATION(LAYER_NUM),THENCMSEL,S,N_DAMUPNSEL,R,LOC,Z,0,Z_UP/PSF,PRES,NORM,2,0.1SFGRAD, PRES, 0, Z, 0,-9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*9.81 !施加大坝上游面水压力*ENDIF*IF,Z_UP,GT,ELEVATION(2),THENCMSEL,S,N_ZHADUN1NSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(2),Z_UPSFGRAD, PRES, 0, Z, 0,-(W_WEIR+W_WALL)/W_WALL*9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*(W_WEIR+W_WALL)/W_WALL*9.81 !施加中墩水压力,包含闸门传递的水压力CMSEL,S,N_ZHADUN2NSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(2),Z_UPSFGRAD, PRES, 0, Z, 0,-(W_WEIR/2+W_WALL)/W_WALL*9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*(W_WEIR/2+W_WALL)/W_WALL*9.81 !施加边墩水压力,包含闸门传递的水压力*ENDIF*IF,Z_SAND,GT,ELEVATION(LAYER_NUM),THENSFCUM,PRES,ADD !荷载为累加方式CMSEL,S,N_DAMUPNSEL,R,LOC,Z,0,Z_SAND*AFUN,DEGSAND_GRADS=DENS_SAND*(TAN(45-ANG_FRI/2))**2*9.81 !计算淤沙压力梯度SFGRAD, PRES, 0, Z, 0,-SAND_GRADSSF,ALL,PRESS,Z_SAND*SAND_GRADS !施加淤沙压力SFCUM,PRES,REPL !荷载为替代方式*ENDIFALLSEL*IF,Z_DOWN,NE,ELEVATION(LAYER_NUM),THENCMSEL,S,N_DAMDOWNNSEL,R,LOC,Z,0,Z_DOWNSFGRAD, PRES, 0, Z, 0,-9.81SF,ALL,PRESS,Z_DOWN*9.81 !施加大坝下游面水压力*ENDIFALLSELACEL,0,0,1 !施加大坝自重荷载SAVE==============================施加温度体荷载!施加大坝温度荷载CMSEL,S,DAMNSLV,S,1*GET,NCOUNT_DAM, NODE,, COUNT*GET,NMIN_DAM, NODE,,NUM,MINTUNIF,0,TREF,0,NTT=NMIN_DAM*DO,II,1,NCOUNT_DAMZ_NTT=NZ(NTT) !ZZ_TEMP=ELEVATION(1)-Z_NTT !到坝基高度TL_ARCH=T2_ARCH(Z_TEMP) !拱厚CSYS,11X_NTT=NX(NTT) !X:距顶拱圆心距离CSYS,0RAD0=Y_RAD(Z_TEMP) !圆心到坝轴线距离RAD1=RADUP(Z_TEMP) !外半径LXUP=RAD_CEN(1)-RAD0+RAD1-X_NTTTTT1=TEMPUP(Z_TEMP)TTT2=TEMPDOWN(Z_TEMP)TTT=TTT1+(TTT2-TTT1)/TL_ARCH*LXUPBF,NTT,TEMP,TTT*IF,II,LT,NCOUNT_DAM,THENNTT=NDNEXT(NTT)*ENDIF*ENDDO==============================计算求解，采用PCG求解器ALLSELSAVEEQSLV,PCG,1E-8SOLVESAVEFINI最大变形2cm，位于拱冠梁顶，与拱梁分载法一致。

利用ANSYS 模拟大坝的运行期应力变形

利用ANSYS模拟大坝的运行期应力变形1.主要步骤：
S1：在Auto CAD里面按照给出尺寸绘图并导入到ANSYS软件中。

S2：通过命令流或者GUI操作来设置材料并给其赋值。

S3：通过APDL命令或者建模的“Operate”里面的“Extrude”沿Z轴将面拉成体，注意距离为10。

S4：按照题目要求，通过APDL或者“Meshing”里面的“Mesh Attributes”给体赋值材料号。

S5：划分网格，先将线分段再划分网格，注意在给侧面划分网格时划分份数为2，并将“KYNDIV SIZE,NDIV can be changed”勾选去掉，否则划分网格时划分份数会有变化。

S6：通过APDL或者“Solution”里面的“Define Loads”添加边界条件和自重。

S7：模拟初始状态，“杀死”坝体单元，求解。

S8：模拟完建状态，“激活”坝体状态，求解。

S9：运行期，施加水荷载，计算扬压力，求解运行期。

S10：创建荷载工况，查看结果。

2.导出结果：2.1初始状态模拟
2.2完建状态模拟
2.3运行期模拟
2.4运行期的变形图
2.5运行期的第一应力图
2.6运行期的第一应力等值线图
2.7运行期总位移变形图
2.8运行期总位移变形等值线图。

基于ANSYS的土石坝稳定渗流场的数值模拟

基于ANSYS的土石坝稳定渗流场的数值模拟一、本文概述随着水利工程的日益发展，土石坝作为一种重要的水利结构，其稳定性与安全性受到了广泛关注。

渗流是土石坝中普遍存在的物理现象，对坝体的稳定性产生深远影响。

因此，对土石坝稳定渗流场的深入研究和分析具有重要的工程实践意义。

本文旨在利用ANSYS这一强大的工程模拟软件，对土石坝的稳定渗流场进行数值模拟，以期更准确地理解渗流对土石坝稳定性的影响，并为土石坝的设计、施工和维护提供理论支持和实践指导。

本文将简要介绍土石坝及其渗流现象的基本概念，阐述稳定渗流场研究的重要性和必要性。

然后，详细介绍ANSYS软件在水利工程中的应用，以及其在土石坝稳定渗流场数值模拟中的优势。

接下来，本文将详细描述数值模拟的过程，包括模型的建立、边界条件的设定、计算参数的选择等。

通过对模拟结果的分析和讨论，揭示土石坝稳定渗流场的特征和规律，为土石坝的安全稳定运行提供理论支撑。

本文的研究不仅有助于深化对土石坝渗流规律的理解，也有助于提升水利工程的设计水平和施工质量，为保障水利工程的安全运行提供有力支持。

二、土石坝渗流基本理论土石坝是一种利用当地石料、土料或混合料，经过抛填、碾压等方法堆筑成的挡水建筑物。

在土石坝的运行过程中，渗流是一个不可忽视的物理过程，它关系到坝体的稳定性和安全性。

因此，对土石坝渗流的基本理论进行深入研究，对于保障坝体安全、优化坝体设计具有重要意义。

渗流是指液体在固体骨架中通过孔隙或裂隙流动的现象。

在土石坝中，渗流主要受到重力、孔隙水压力、坝体材料性质以及边界条件等因素的影响。

当库水通过坝体向下游渗流时，会形成一定的渗流场。

这个渗流场是一个三维的空间分布，其中包含了渗流速度、渗流压力、渗流量等多个物理量。

土石坝的渗流场分析通常采用达西定律来描述渗流速度与渗流压力梯度之间的关系。

达西定律表达式为：v = -k * (dP/dx)，其中v为渗流速度，k为渗透系数，dP/dx为渗流压力梯度。

(完整版)基于ANSYS的重力坝三维静动态结构分析

基于ANSYS的重力坝三维静动态结构分析目录1 引言 (1)2 工程概况 (1)3 基本资料 (1)3.1 反应谱 (1)3.2 材料参数 (2)3.3 规范要求 (2)4 分析简介 (4)4.1 分析模型 (4)4.2 边界条件 (6)4.3 荷载工况 (6)5 计算成果 (7)5.1 工况一 (7)5.2 工况二 (8)5.3 工况三 (10)5.4 工况四 (11)5.5 工况五 (12)5.6 工况六 (14)5.7 结果总结及分析 (15)6 结论及建议 (17)7 分析命令流 (17)1 引言重力坝是我国高坝中的主要坝型，在防洪、发电、灌溉、城镇供水、航运、养殖和旅游等方面发挥了巨大的作用，取得了显著的经济效益和社会效益。

众所周知，重力坝主要依靠其自身的重力来维持稳定，其坝体体积大，稳定性好。

但由于各种原因，仍有可能失事。

因此，重力坝的应力应变状态和坝基稳定性一直都是设计和施工十分重视的问题。

此外，大坝多建于地震频发的地区，因而对重力坝进行地震荷载作用下的安全评估也十分必要。

本次作业采用有限元方法，运用大型通用有限元分析软件ANSYS，对简化的三维重力坝的线弹性模型在静动力工况下进行有限元计算，并对结果加以分析，最后给出安全评价结论及建议。

2 工程概况某水电站是以发电为主，兼有防洪，航运等综合效益的水电枢纽工程。

该工程枢纽总体布置采用砼重力坝挡水，大坝基本坝剖面为上游坝坡铅直，下游坝坡为1:0.75。

坝顶总长270m，坝高180m，坝顶宽18m，坝底宽139.5m，正常蓄水位170m。

重力坝坝低至坝高100m之间使用坝体混凝土Ⅱ，坝高100m至坝顶之间使用坝体混凝土Ⅰ。

上游正常蓄水位为170m，下游无水。

3 基本资料3.1 反应谱谱分析是一种将模态分析的结果与一个已知的谱联系起来计算结构的位移和应力的分析技术。

在土木工程动力响应分析中，谱分析代替时间-历程分析，特别是抗震分析，主要用来确定结构对随机荷载或随时间变化荷载的动力响应。

基于Ansys对于坝体的三种工况研究讲解

基于Ansys对于坝体的研究分析报告坝体及相关建筑在使用过程中，会承受如重力、净水压力、淤泥荷载、浪压力、扬压力等各种作用，而我们在设计、建造这个建筑之前，要分析其产生的应力、应变进而选取材料和校核材料的安全性。

为分析所需，基于Ansys软件建立相应的模型，并施加荷载和作用，在三种工况下校核结构的安全性。

一：分析对象1：坝体的几何参数：2：基岩的几何参数：二：作用及荷载（1）约束基岩左右两端受x 方向的位移约束，基岩下端受x 、y 两个方向的位移约束。

（2）静水压力正常蓄水位高程91.75m ，防洪高水位97m ，校核洪水位101m 。

对应下游水位分别为15m ，20m 和25m 。

（3）泥沙荷载坝前泥沙淤积高程： 25m 。

坝前泥沙浮容重：6.0kN/m 3，淤沙内摩擦角：12°。

坝面上单位宽度上的泥沙压力为221(45)22s sk sb s p h tg ϕγ=︒- 式中： sk p ——淤沙压力标准值（KN/m ）；sb γ——泥沙的浮容重，取6kN/m 3；s h ——泥沙淤积深度（m ）；s ϕ——淤沙的内摩擦角，12°。

（4）浪压力50年一遇计算风速21m/s ，多年平均最大风速14m/s ，有效吹程1km 。

（5）扬压力取渗透压力强度系数α＝0.25，帷幕中心线坐标X=10m 。

三：选用单元及划分网格1) 单元选择：Solid –Quad 4node 422) 材料参数：坝体和基岩分别设置，见上图。

3) 划分网格：坝体部分-外围线按1m 每格划分，整体按自由网格划分。

基岩部分-靠近坝体网格密集，坝基面水平线上基岩外围线按20份、4的比率划分；垂直地表的按20份、0.25的比率划分；基底均分。

整体基岩自由网格划分。

四：三种工况的具体Ansys设置1)正常蓄水位（其中括号内为承载能力极限状态时的分项系数）上游水位高程为91.75m，下游水位高程为15m。

（1）上下游静水压力（分项系数为1.0）gradient 斜率为-9810 沿y轴方向，分别取91.75m和15m在各自位置。

ansys大坝受力分析

ansys水坝坝体受力分析图3-1 水坝截面υ操作步骤1. 清除内存，准备分析1) 清除内存，开始一个新的分析，选择菜单路径Utility Menu>File>Clear & Start New 弹出Clears database and Start New对话框，采用默认状态，单击ok按钮弹出Verify确认对话框，单击Yes按钮。

2) 指定工作文件名。

选取菜单路径Utility Menu>File>Change Jobname 弹出『Change Jobname』对话框，在enter New Jobname项中输入“PlaneStrain”，然后单击ok按钮。

3) 定义标题，选择菜单路径Utility Menu>File>Change Title，输入文字“The PlaneStrain Pressure Gradient Example：Dam Section”，单击OK按钮。

2. 创建有限元模型1) 进入前处理器，并定义单元类型1，选取菜单路径MainMenu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete弹出『Element Types』对话框，单击Add弹出如图3-2所示『Library of Element Types』对话框，设置下列选项：图3-2 『Library of Element Types』对话框λ左边列表框中选择Solid。

λ右边列表框中选择Quad4node42。

λ Element type reference number：单元编号，输入1。

单击ok按钮，返回Element对话框，单击Option按钮，弹出如图3-3所示『PLANE42 element type option』设置对话框，将K3设置成Plane Strain，单击OK按钮返回Element Type对话框，单击Close按钮可关闭该对话框。

基于ANSYS的重力坝抗震性能分析

基于ANSYS的重力坝抗震性能分析【摘要】建立一个120m重力坝模型，利用ANSYS分析软件，分析此重力坝挡水坝段在静，动力作用下应力变化规律，并对坝体的抗震安全性能进行评估，为类似工程设计、施工提供理论依据。

【关键词】重力坝；ANSYS；反应谱；地震重力坝是世界上最早出现的一种坝型之一。

依据其相对安全可靠，耐久性好，对不同的地形和地质条件适应性强等特点，重力坝在各个国家都很流行。

由于重力坝大多都建在高烈度或地震多发地区，一旦失事，损失不可估量，因此在大坝时对其进行抗震安全分析十分必要。

ANALYSIS OF SEISMIC PERFORMANCE OF GRAVITY DAMBASED ON ANSYS【Abstract】Establish a 120m gravity dam model and using ANSYS analysis software, analysis of the gravity dam retaining dam in static and dynamic effect of the stress change rules, and on the dam seismic safety performance assessment, to provide a theoretical basis for the design and construction of similar projects.【Keywords】gravity dam;Ansys;response spectrum;earthquake 1 有限元模型1.1 计算基本假定（1）假定库水为不可压缩流体，库水对坝体的动力相互作用以坝面附加质量的形式计入；（2）坝体材料假定为线弹性,并假定不同部位材料有不同的弹性常数；（3）采用无质量地基方案，近似考虑坝体结构和地基间的动力相互作用；（4）地基为均匀弹性体，并于坝体紧密联系在一起。

水坝受力ansys模拟

《大型结构分析软件》课程结业报告要求：1 课题来源和背景；2 模型基本情况和基本参数；3 分析主要步骤；4 后处理及结果分析；5 附录:本分析的精简的log 文件用小5号字；6报告正文以小四宋体，标题采用四号黑体加粗，有图片结果的需要保存为白底图。

分析题目ANSYS 重力坝受水压性能分析1、挡水建筑物用以拦截河流，形成水库等。

大型水利工程建设的首要目标是安全可靠，所以研究大坝的安全分析，评价等问题都需要解决，正确分析大坝性态急需解决。

用Ansys 软件可以很好的模拟大坝的受力等的性态对此解决大坝的安全问题。

2、（1）假设大坝的基础嵌入基岩中，且地基时刚性的。

（2）基本参数：弹性模量 E=35GPa 泊松比 v=0.2 容重 r=25KN/m3 重力加速度 g=9.8N/m (3) 计算分析大坝的水位为120米（4）水的质量密度为1000kg/m3 3、3.1对题目进行分析，画出简化模型，并对节点标号。

3.2设置解题类型启动ANSYS ，单击Preference,t 交互界面对话框，选中Structural ，来对后面的分析进行菜单及相应的图形界面过滤，单击OK 按钮。

3.3添加单元类型依次单击Main Menu ,Preprocessor ，Element Type ，Add/Edit/Delete ，弹出对话框，单击Add ，依次选择Soild ，Quad 4node4，单击OK 。

3.4设定单元选项：依次单击Main Menu ,Preprocesso ，Element Type Add/Edit/Delete 。

选中Type2PLANE42 ，单击Options.在Element behavior K3栏中选取Plane stress,其它为默认设置。

3.5添加材料属性依次单击Main Menu ,Preprocessor ，Material Props ，Material Models ，在对话框依次点击Structural ，Lingar,Elaastic,Isotropic ，在弹出对话框添加弹性模量3.5e10，泊松比0.2，单击OK 。

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。

简单重力坝ANSYS分析

简单混凝土坝的ANSYS分析计算在上课和自习ANSYS之后，尝试用ANSYS建立一个简单的混凝土重力坝，并施加简单的约束和受力，最后尝试用ANSYS求解和后处理，查看大坝的变形，应力等情况，并做简要分析。

由于笔者本科初学ANSYS时老师教的是命令流方法建立模型也施加力，所以本篇全部采用命令流形式建立大坝和施力。

所建大坝喂混凝土重力坝，断面如下图，拔高180m,上游垂直，下游坝面洗漱0.75.坝基上游取270m，下游取360m，坝基深度取360m，坝顶长270m，坝顶宽1.8m，上游水位100m，下游水位80m。

剖面图如下一.首先，尝试对大坝的材料和材料类型形状等做出说明/prep7et,1,mesh200,6 ！划分用et,2,solid65 ！混凝土单元et,3,solid45 ！岩石单元mp,ex,1,2.85e10 ！100m以下的材料弹性模量mp,prxy,1,0.167 ！泊松比mp,dens,1,2400 ！质量密度mp,ex,2,2.6e10 ！100m以上的材料特性mp,prxy,2,0.167mp,dens,2,2400mp,ex,3,2.9e10mp,prxy,3,0.3 ！基岩特性mp,dens,3,2600二：建立模型k,1k,2,139.5k,3,18,162k,4,0,162a,1,2,3,4rectng,0,18,162,180 rectng,-270,0,-360,0 rectng,0,139.5,-360,0 rectng,139.5,481.5,-360,0 rectng,-270,481.5,-360,180 aovlap,allnummrg,allnumcmp,alllsel,s,,,3,5,2lesize,all,,,5lsel,s,,,12,13,1lesize,all,,,2amesh,3lsel,s,,,2,4,2lesize,all,,,18lsel,s,,,1lesize,all,,,5amesh,1eplotlsel,s,,,11lesize,all,,,5lsel,s,,,9,10,1lesize,all,,,8,4amesh,2lsel,s,,,14lesize,all,,,5,4lsel,s,,,7lesize,all,,,8,4lsel,s,,,6lesize,all,,,5,0.25 amesh,4eplotlsel,s,,,15,16,1 lesize,all,,,8,4 lsel,s,,,8 lesize,all,,,8,0.25 amesh,5eplotlsel,s,,,4,13,9 lccat,alllsel,s,,,19 lesize,all,,,5,4 lsel,s,,,20,21,1 lesize,all,,,20 amesh,7eplotlsel,s,,,2,12,10 lccat,alllsel,s,,,17 lesize,all,,,8,4 lsel,s,,,18,22,4 lesize,all,,,20 amesh,6eplotallsellsel,r,lcca ldele,all extopt,esize,8,0, type,2mat,1Vext,1,3,2,,,-135 extopt,esize,8,0, type,3mat,3Vext,2,,,,,-135 Vext,4,5,1,,,-135 allselextopt,esize,5,4, extopt,aclear,1 type,3mat,3Vext,1,7,1,,,180 local,11,0,,,-135 csys,11/psymb,cs,1 dsys,11 vsymm,z,all nummrg,all nummcmp,all esel,s,mat,,1eplotnsle,snplotnsel,r,loc,y,100,180 nplotesln,seplotmpchg,2,all/solucsys,0dsys,0nsel,s,loc,x,481.5 nsel,a,loc,x,-270 d,all,uxnsel,s,loc,z,180nsel,a,loc,z,-450nplotd,all,uznsel,s,loc,y,-360d,all,uyesel,s,type,,2esel,s,type,,2nsel,s,loc,x,0nsel,r,loc,z,-270+0.1,-0.1 nsel,r,loc,y,0.1,100-5 esln,s（模型图）至此，已经初步把模型建立并且划分了单元格，也施加了边界条件。

第5章ANSYS水利工程应用实例分析

本章首先概述了水利工程ANSYS 应用，其次介绍了ANSYS 重力坝抗震性能分析步骤，最后用实例详细介绍了ANSYS 抗震性能分析过程。

内容提要第5章 ANSYS 水利工程应用实例分析本章重点水利工程ANSYS 重力坝抗震性能分析步骤ANSYS 重力坝抗震性能用实例分析本章典型效果图5.1 水利工程概述虽然我国水利资源非常丰富，但河流在地区和时间分配上很不均衡，许多地区在枯水季节容易出现干早，而在洪水季节又往往由于水量过多而形成洪涝灾害。

为了解决这一矛盾，人们修建了许多水利工程来达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，促进国民经济建设的发展。

水利工程中各种建筑物按其在水利枢纽中所起的作用，可以分为以下几类:(1)挡水建筑物用以拦截河流，形成水库，如各种坝和水闸以及抵御洪水所用的堤防等。

(2)泄水建筑物用以宣泄水库〔或渠道)在洪水期间或其它情况下的多余水量，以保证坝(或渠道)的安全，如各种溢流坝、溢流道、泄洪隧道和泄洪涵管等。

(3)输水建筑物为灌溉、发电或供水，从水库(或河道)向库外(或下游)输水用的建筑物，如引水隧道、引水涵管、渠道和渡槽等。

(4)取水建筑物是输水建筑物的首部建筑，如为灌溉、发电、供水而建的进水闸、扬水站等。

(5)整治建筑物用以调整水流与河床、河岸的相互作用以及防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷，如丁坝、顺坝、导流堤、护底和护岸等。

由于破坏后果的灾难性，大型水利工程建设的首要目标是安全可靠，其次才是经济合理。

所以说研究大坝等水工建筑物的安全分析、评价和监控，是工程技术人员需要解决的课题，正确分析大坝性态已经成为当务之急。

当前对各种水利工程评价主要采用有限元分析方法，借助各种有限元软件对这些水利工程建筑物进行安全评价，其中应用比较广泛的是ANSYS软件。

目前，ANSYS软件在水利工程中主要应用以下几个方面：(1)应用各种坝体工程的设计和施工利用ANSYS软件，模拟各种坝体施工过程以及坝体在使用阶段受到各种载荷（如水位变化对坝体的压力、地震荷载等）下结构的安全性能进行评价，模拟坝体的温度场和应力场，借助模拟结果修改设计或对坝体采取加固措施。

ANSYS重力坝分析

ANSYS重力坝分析1. 工程概况根据计算条件和技术水平将大坝模型进行合理简化，即将坝体和边界条件进行适当的简化。

几何模型采用笛卡尔坐标系，坝体基岩沿Y方向（竖直向上为正方向）设为110m，其数值取坝体高度的2倍，其中坝体高度为55m；顺河方向为X方向（上游向下游为正方向），坝体基岩向上游设为82.5m,下游设为110m，其数值分别取坝高的1.5倍和2倍。

2. 有限元建模及求解通过有限元分析软件ANSYS（R2021R1）建立了重力坝二维有限元模型（图1.2所示）。

采用PLANE182单元模拟基岩及坝体，具体材料参数如表2-1所示，约束基岩左侧、右侧及底部两个平动自由度。

图2.1 重力坝及基岩有限元模型图表2-1 混凝土材料参数表名称弹性模量（Pa）泊松比密度(kg/m3）坝体 3.0×10100.18 2300基岩8.5×1090.28 26002.1 有限元建模过程2.1.1 几何建模通过ANSYS参数化设计语言（APDL）建立重力坝有限元模型，首先根据几何尺寸，建立关键点，然后由关键点生成面，接着进行布尔操作切分面使其满足映射网格划分要求，建模过程如图2.2所示，具体命令流如下：图2.2 重力坝几何线模型k,1,0,0,0k,2,0,110,0k,3,82.5,110,0k,4,82.5,165,0k,5,82.5+10,165,0k,6,82.5+10,160,0k,7,82.5+10+35,110,0k,8,82.5+10+35+110,110,0k,9,82.5+10+35+110,0,0a,1,2,3,4,5,6,7,8,9wpoffs,,110wprota,,90asbw,all!======================kwpave,6asbw,allwpcsys,-1,0kwpave,3wprota,,,90asbw,allkwpave,7asbw,allwpcsys,-1,02.1.2 单元划分本节主要介绍单元定义及模型划分过程。

ansys在水利工程中的应用

ansys在水利工程中的应用
ANSYS在水利工程中的应用非常广泛，主要包括以下四个方面：
1. 坝体稳定性分析：ANSYS可以模拟各种类型的大坝，并进行稳定性分析，预测大坝在不同水位和地震条件下的稳定性。

此外，还可以考虑土壤-结构相互作用，从而更加精确地预测坝体的变形和破坏特征。

2. 水力学模拟：通过ANSYS的CFD（计算流体动力学）模块，可以模拟水流在各种河道、水闸、泄洪口等水利工程设施中的流动情况，预测水位和流量的变化。

这对于水利工程设计和维护都非常重要。

3. 水利工程结构设计：ANSYS可以模拟水利工程中的各种结构，包括渠道、闸门、水轮机等等。

通过模拟和分析，可以评估不同设计的性能和可靠性，优化设计方案，提高结构的耐久性和安全性。

4. 水污染模拟：通过ANSYS的化学反应模块，可以模拟污水在河道中的传输与分散、水体中污染物的分布和扩散。

这对于研究水污染的传播规律和环境影响、设计相应的治理措施都有很大的帮助。

ANSYS拱坝建模命令流

ANSYS拱坝建模命令流请问哪位朋友有ANSYS拱坝建模命令流,谢谢!!!!!!!!!!!==============================某砌石拱坝位于U型河谷中，坝高55.5m，为单曲等厚拱坝，顶宽5m，底宽16m，坝顶弧长115.65m，弧高比2.1。

首先输入基本参数，自底向上生成坝体。

复制内容到剪贴板代码:!坐标系原点位于拱坝轴线与拱坝参考面的交点在坝基的投影，X轴指向右岸，Y轴指向下游，Z轴铅直向上!单位:长度-M,力-KN,加速度-M/S,密度-KN/M3!!FINI/CLEAR,START/FILNAME,ARCHDAM,1/PLOPTS,DATE,0/TRIAD,LBOT/VIEW,1,1,1,1/VUP,1,Z*AFUN,DEGZ_UP=53!上游水位Z_DOWN=0!下游水位Z_SAND=38!泥沙淤积水位DENS_SAND=0.6!淤积泥沙浮容重ANG_FRI=16!淤积泥沙内摩擦角LAYER_NUM=8!定义拱层数*DIM,ELEVATION,ARRAY,LAYER_NUM!定义拱圈高程*DIM,T_ARCH,ARRAY,LAYER_NUM!定义拱厚*DIM,ARCH_RAD,ARRAY,LAYER_NUM,2!定义圆弧半径，上下游*DIM,RAD_CEN,ARRAY,LAYER_NUM!定义圆弧中心Y值*DIM,ARCH_ANGLE,ARRAY,LAYER_NUM,2!定义圆弧左右中心角ELEVATION(1)=55.5,47,39,29,24,19,9,0!拱圈高程H_DAM=ELEVATION(1)-ELEVATION(LAYER_NUM)!坝高T_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00!拱厚ARCH_RAD(1,1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00!外半径*VOPER,ARCH_RAD(1,2),ARCH_RAD(1,1),SUB,T_ARCH(1)!计算内半径RAD_CEN(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00!圆心位置,Y坐标ARCH_ANGLE(1,1)=-47.72,-46.36,-45.06,-43.36,-41.88,-40.38,-37.32,-34.48!左中心角ARCH_ANGLE(1,2)=49.73,47.13,44.68,41.57,40.44,39.29,36.92,35.72!右中心角W_DAM1=-ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))!坝顶左弦长W_DAM2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))!坝顶右弦长LOCAL,11,1,0,RAD_CEN(1),ELEVATION(1),-90!局部柱面坐标,原点位于顶拱圆心,X轴为拱坝中心线,指向上游,Y轴为中心角!为查值计算坝体温度，重新定义一套数组*DIM,TEMPUP,TABLE,LAYER_NUM!上游面温度*DIM,TEMPDOWN,TABLE,LAYER_NUM!下游面温度*DIM,T2_ARCH,TABLE,LAYER_NUM!拱厚*DIM,Y_RAD,TABLE,LAYER_NUM!圆心到坝轴线距离*DIM,RADUP,TABLE,LAYER_NUM!外半径TEMPUP(1)=-8.84,-7.30,-5.66,-4.94,-4.99,-5.17,-5.73,-6.25TEMPUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53TEMPDOWN(1)=-8.84,-8.21,-7.36,-6.32,-5.86,-5.45,-4.72,-6.71TEMPDOWN(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53T2_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00T2_ARCH(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53Y_RAD(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00Y_RAD(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53RADUP(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00RADUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53CSYS,0!/PNUM,KP,1!/PNUM,LINE,1/PREP7KNN=0*DO,II,1,LAYER_NUM!生成拱坝控制关键点,每层6个点,上下游个三个点PX1=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))PY1=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))PX2=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))PY2=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))K,KNN+1,PX1,PY1,ELEVATION(II)K,KNN+2,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1),ELEVATION(II)K,KNN+3,PX2,PY2,ELEVATION(II)PX3=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))PY3=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))PX4=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))PY4=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))K,KNN+4,PX3,PY3,ELEVATION(II)K,KNN+5,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2),ELEVATION(II)K,KNN+6,PX4,PY4,ELEVATION(II)KNN=6*II*ENDDOLARC,1,3,2!生成拱圈线*REPEAT,LAYER_NUM*2,3,3,3L,1,4*REPEAT,LAYER_NUM,6,6L,3,6*REPEAT,LAYER_NUM,6,6ASKIN,1,3,5,7,9,11,13,15!生成上游面ASKIN,2,4,6,8,10,12,14,16!生成下游面ASKIN,17,18,19,20,21,22,23,24!生成侧面ASKIN,25,26,27,28,29,30,31,32AL,1,17,2,25AL,15,24,16,32VA,6,1,3,2,4,5==============================拉伸坝体侧面、底面，并进行切割，生成坝基复制内容到剪贴板代码:!拉伸生成坝基ASEL,S,AREA,,4!选择右侧面VEXT,ALL,,,4*H_DAM!拉伸成基岩ASEL,S,AREA,,3!选择左侧面VEXT,ALL,,,-4*H_DAM!拉伸成基岩ALLSELASEL,S,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-1,ELEVATION(LAYER_NUM)+1!选择底面VEXT,ALL,,,,,-NINT(H_DAM/10)*10ASEL,S,AREA,,10,20,5ASEL,A,AREA,,23,27,4VEXT,ALL,,,,4*H_DAMASEL,S,AREA,,8,18,5ASEL,A,AREA,,25,29,4VEXT,ALL,,,,-4*H_DAMALLSEL,ALLSAVEWPROTA,,90WPOFFS,,,NINT(H_DAM*1.5/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,Y,-200,-H_DAM*1.4VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPOFFS,,,-NINT(H_DAM*3.5/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,Y,NINT(H_DAM*2/10)*10,NINT(H_DAM*2/10)*100VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPCSYS,,0WPROTA,,,90WPOFFS,,,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,X,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*50 VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPOFFS,,,-NINT((W_DAM2+W_DAM1+2*H_DAM)/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,X,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*50,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*10 VDEL,ALL,,,1WPCSYS,,0VSEL,ALLSAVE==============================用各控制高程切割整个模型，便于划分单元及计算成果和拱梁法比较复制内容到剪贴板代码:*DO,II,LAYER_NUM,3,-1WPOFFS,,,ELEVATION(II-1)-ELEVATION(II)VSBW,ALL,,DELETE*ENDDOWPCSYS,,0ALLSELWPROTA,,,90VSBW,ALL,,DELETEWPCSYS,,0NUMMRG,ALLNUMCMP,ALLPX1=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))PX2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))VSEL,S,LOC,X,PX1,PX2VSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM),ELEVATION(1)CM,DAM,VOLUVSEL,INVECM,BEDROCK,VOLUALLSEL==============================生成溢流堰复制内容到剪贴板代码:CMSEL,S,DAMVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1)-0.1,ELEVATION(2)+0.1/VIEW,1,1,1,1VPLOT!生成溢流堰,为便于建模和施加荷载,与实际不太相符,根据圣维南原理,对大坝的总体应力不会有太大影响W_WEIR=8!溢流堰单孔宽(坝轴线处)NUM_WEIR=5!溢流堰孔数W_WALL=2.5!溢流堰闸墩宽(坝轴线处)WPOFFS,,,ELEVATION(1)-ELEVATION(LAYER_NUM)WPOFFS,,RAD_CEN(1)WPROTA,,,90*AFUN,RADPI=2*ACOS(0)SITTA1=(W_WEIR*NUM_WEIR+W_WALL*(NUM_WEIR+1))/68*180/PI!溢流堰总中心角SITTA2=W_WEIR/ARCH_RAD(1,1)*180/PI!溢流堰单孔中心角SITTA3=W_WALL/ARCH_RAD(1,1)*180/PI!溢流堰单个闸墩中心角WPROTA,,-SITTA1/2VSBW,ALL,,DELETE*DO,II,1,NUM_WEIRWPROTA,,SITTA3VSBW,ALL,,DELETEWPROTA,,SITTA2VSBW,ALL,,DELETE*ENDDOWPROTA,,SITTA3VSBW,ALL,,DELETESAVECMSEL,S,BEDROCKVSEL,INVEVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11VSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2,SITTA1/2CM,YLYY,VOLU*DO,II,1,NUM_WEIRCMSEL,S,YLYYVSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2+II*SITTA3+(II-1)*SITTA2,-SITTA1/2+II*SITTA3+II*SITTA2VDEL,ALL,,,1,,,1*ENDDOCSYS,0CMSEL,S,BEDROCKVSEL,INVECM,DAM,VOLUCMSEL,S,DAMVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11VSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2,SITTA1/2,CM,ZHADUN,VOLUCSYS,0WPCSYS,,0VSEL,ALLNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLSAVE==============================划分单元复制内容到剪贴板代码:!定义单元性质和材料ET,1,SOLID95MP,EX,1,1E7MP,NUXY,1,0.25MP,DENS,1,23!坝体容重MP,ALPX,1,0.7E-5MP,REFT,1,0MP,EX,2,0.8E7MP,NUXY,2,0.21MP,ALPX,2,0.0MP,REFT,2,0!坝体单元划分CMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,S*AFUN,DEGPX1=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))PX2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))PX3=ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*SIN(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,1)) PX4=ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*SIN(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,2)) LSEL,U,LOC,X,PX3,PX1LSEL,U,LOC,X,PX4,PX2LSEL,U,LOC,X,0LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) LESIZE,ALL,,,20,CM,LTEMP1,LINECSYS,0CMSEL,S,DAMASLV,SLSLA,SCMSEL,U,LTEMP1CM,LTEMP2,LINELSEL,U,LENGTH,,T_ARCH(LAYER_NUM)+0.1,1000 LSEL,R,TAN1,ZCSYS,11LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(1) LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(2) CSYS,0CM,LTEMP3,LINELESIZE,ALL,,,5,ALLSELCMSEL,S,LTEMP2CMSEL,U,LTEMP3LSEL,U,TAN1,ZCM,LTEMP4,LINELESIZE,ALL,,,3,CMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) CSYS,11LSEL,U,LOC,Y,-SITTA1/2-1,SITTA1/2+1 LSEL,U,LENGTH,,0,T_ARCH(1)+0.1CSYS,0CMSEL,U,LTEMP3CMSEL,U,LTEMP4LESIZE,ALL,,,10,CM,LTEMP5,LINECMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) CMSEL,U,LTEMP3CMSEL,U,LTEMP4CMSEL,U,LTEMP5LSEL,U,LENGTH,,0,3CM,LTEMP6,LINELESIZE,ALL,,,4,CSYS,0ALLSELMSHAPE,0CMSEL,S,DAMVSWEEP,ALLSAVE!坝基单元划分CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,XLSEL,U,LOC,X,PX2,PX1CM,LTEMP7,LINELESIZE,ALL,,,5,,,,,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,YPY4=RAD_CEN(LAYER_NUM)-ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*COS(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,2)) +20LSEL,U,LOC,Y,-10,PY4CM,LTEMP8,LINELESIZE,ALL,,,6,4,,,,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,ZLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM),ELEVATION(LAYER_NUM)-200LESIZE,ALL,,,5,5,,,,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,ZLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(LAYER_NUM)LESIZE,ALL,,,3,CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,-50,-1000LSEL,R,LOC,Y,-10,PY4CSYS,11LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(LAYER_NUM)CSYS,0LSEL,R,LENGTH,,T_ARCH(LAYER_NUM)-5,T_ARCH(LAYER_NUM)+3,LESIZE,ALL,,,5,CSYS,0CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-50,ELEVATION(LAYER_NUM)-1000LSEL,R,LOC,X,PX2,PX1LESIZE,ALL,,,20,CMSEL,S,BEDROCKMAT,2VMESH,ALL!单元划分完毕ALLSELNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLSAVE==============================定义边界条件，顺河向约束Y向位移，横河向约束X向位移，底面约束竖向Z位移复制内容到剪贴板代码:FINI/SOLU!边界位移条件*GET,NXMAX,NODE,,MXLOC,X*GET,NXMIN,NODE,,MNLOC,X*GET,NYMAX,NODE,,MXLOC,Y*GET,NYMIN,NODE,,MNLOC,Y*GET,NZMIN,NODE,,MNLOC,ZNSEL,S,LOC,X,NXMAXNSEL,A,LOC,X,NXMIND,ALL,UX,0!约束上下游边界X向位移NSEL,S,LOC,Y,NYMAXNSEL,A,LOC,Y,NYMIND,ALL,UY,0!约束左右边界Y向位移NSEL,S,LOC,Z,NZMIND,ALL,ALL,0!约束底面边界Z向位移NSEL,ALL==============================施加水荷载，淤沙压力，坝体自重复制内容到剪贴板代码:!大坝荷载ALLSELCMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SCSYS,11ASEL,R,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-0.1,ARCH_RAD(1,1)+0.1 NSLA,S,1CM,N_DAMUP,NODE!定义大坝上游面节点CSYS,0ALLSELCMSEL,S,DAMASLV,SASEL,R,EXTLSLA,SLSEL,R,LOC,X,0LSEL,U,LOC,Y,-0.1,0.1LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(2)LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)ASLL,SASEL,U,LOC,X,0LSLA,SNSLA,S,1CM,N_DAMDOWN,NODE!定义大坝下游面节点ALLSELCMSEL,S,YLYYASLV,SCSYS,11ASEL,R,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-0.1,ARCH_RAD(1,1)+0.1 ASEL,U,,,291,326,326-291NSLA,S,1CM,N_ZHADUN1,NODE!定义溢流坝中墩节点ASEL,S,,,291,326,326-291NSLA,S,1CM,N_ZHADUN2,NODE!定义溢流坝边墩节点CSYS,0*IF,Z_UP,NE,ELEVATION(LAYER_NUM),THENCMSEL,S,N_DAMUPNSEL,R,LOC,Z,0,Z_UP/PSF,PRES,NORM,2,0.1SFGRAD,PRES,0,Z,0,-9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*9.81!施加大坝上游面水压力*ENDIF*IF,Z_UP,GT,ELEVATION(2),THENCMSEL,S,N_ZHADUN1NSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(2),Z_UPSFGRAD,PRES,0,Z,0,-(W_WEIR+W_WALL)/W_WALL*9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*(W_WEIR+W_WALL)/W_WALL*9.81!施加中墩水压力,包含闸门传递的水压力CMSEL,S,N_ZHADUN2NSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(2),Z_UPSFGRAD,PRES,0,Z,0,-(W_WEIR/2+W_WALL)/W_WALL*9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*(W_WEIR/2+W_WALL)/W_WALL*9.81!施加边墩水压力,包含闸门传递的水压力*ENDIF*IF,Z_SAND,GT,ELEVATION(LAYER_NUM),THENSFCUM,PRES,ADD!荷载为累加方式CMSEL,S,N_DAMUPNSEL,R,LOC,Z,0,Z_SAND*AFUN,DEGSAND_GRADS=DENS_SAND*(TAN(45-ANG_FRI/2))**2*9.81!计算淤沙压力梯度SFGRAD,PRES,0,Z,0,-SAND_GRADSSF,ALL,PRESS,Z_SAND*SAND_GRADS!施加淤沙压力SFCUM,PRES,REPL!荷载为替代方式*ENDIFALLSEL*IF,Z_DOWN,NE,ELEVATION(LAYER_NUM),THENCMSEL,S,N_DAMDOWNNSEL,R,LOC,Z,0,Z_DOWNSFGRAD,PRES,0,Z,0,-9.81SF,ALL,PRESS,Z_DOWN*9.81!施加大坝下游面水压力*ENDIFALLSELACEL,0,0,1!施加大坝自重荷载SAVE==============================施加温度体荷载复制内容到剪贴板代码:!施加大坝温度荷载CMSEL,S,DAMNSLV,S,1*GET,NCOUNT_DAM,NODE,,COUNT*GET,NMIN_DAM,NODE,,NUM,MINTUNIF,0,TREF,0,NTT=NMIN_DAM*DO,II,1,NCOUNT_DAMZ_NTT=NZ(NTT)!ZZ_TEMP=ELEVATION(1)-Z_NTT!到坝基高度TL_ARCH=T2_ARCH(Z_TEMP)!拱厚CSYS,11X_NTT=NX(NTT)!X:距顶拱圆心距离CSYS,0RAD0=Y_RAD(Z_TEMP)!圆心到坝轴线距离RAD1=RADUP(Z_TEMP)!外半径LXUP=RAD_CEN(1)-RAD0+RAD1-X_NTTTTT1=TEMPUP(Z_TEMP)TTT2=TEMPDOWN(Z_TEMP)TTT=TTT1+(TTT2-TTT1)/TL_ARCH*LXUPBF,NTT,TEMP,TTT*IF,II,LT,NCOUNT_DAM,THENNTT=NDNEXT(NTT)*ENDIF*ENDDO==============================计算求解，采用PCG求解器ALLSELSAVEEQSLV,PCG,1E-8SOLVESAVEFINI最大变形2cm，位于拱冠梁顶，与拱梁分载法一致。

基于ANSYS的拱坝可视化建模和有限元仿真分析

基于ANSYS的拱坝可视化建模和有限元仿真分析一、本文概述随着计算机科学和工程技术的飞速发展，数值模拟在水利工程领域的应用日益广泛。

拱坝作为一种重要的水利工程结构，其稳定性与安全性对于整个水利系统的运行至关重要。

因此，对拱坝进行精确、高效的可视化建模和有限元仿真分析具有重要意义。

本文旨在介绍基于ANSYS软件的拱坝可视化建模和有限元仿真分析方法，通过详细的步骤和案例分析，展示该方法在实际工程中的应用效果。

本文将对拱坝的结构特点进行简要介绍，阐述拱坝在水利工程中的作用和地位。

接着，将详细介绍ANSYS软件在拱坝可视化建模方面的功能和应用，包括模型的建立、材料属性的设置、边界条件的处理等。

在此基础上，本文将重点探讨有限元仿真分析在拱坝稳定性评估中的应用，包括模型的加载、求解过程以及结果的后处理等。

本文还将通过具体的案例分析，展示基于ANSYS的拱坝可视化建模和有限元仿真分析方法的实际应用效果。

通过对不同工况下的拱坝进行仿真分析，评估其稳定性和安全性，为工程设计和施工提供有力支持。

本文将对基于ANSYS的拱坝可视化建模和有限元仿真分析方法进行总结和评价，分析其优点和不足，并提出相应的改进建议。

还将展望该方法在未来水利工程领域的应用前景和发展趋势。

通过本文的阐述和分析，读者可以深入了解基于ANSYS的拱坝可视化建模和有限元仿真分析方法的基本原理和应用流程，掌握其在水利工程领域的应用技巧和方法，为相关工程实践提供有益的参考和指导。

二、拱坝可视化建模拱坝可视化建模是拱坝设计和分析的重要步骤，它能够帮助工程师更直观地理解拱坝的结构特性，预测其在不同工况下的行为，并为后续的有限元仿真分析提供基础。

在这一部分，我们将基于ANSYS平台，详细介绍拱坝可视化建模的方法和步骤。

在众多工程建模软件中，我们选择了ANSYS作为本次拱坝建模的主要工具。

ANSYS作为一款功能强大的工程仿真软件，拥有丰富的建模工具和分析模块，能够满足拱坝建模和仿真分析的各种需求。

重力坝二维ANSYS模型命令流

通过查阅资料可得如下一些具体数据：35#坝段坝顶高程为267.7m（加高后的高程），坝高为76.7m，坝体基本剖面为近似的三角形剖面，上游坝坡为5%，下游坝坡为78%。

从图2.3.2.1中量测得到以下数据：坝底宽58.57m，坝顶宽11.0m，以及各个连接点位置相对于坝底上游面点的坐标值。

图2.3.2.1计算截面图在建立ANSYS模型时，要把坝基包括在内，其尺寸应满足：上、下游坝基的宽度应为（2~3）H，H为坝体高度；坝基的深度同样应为（2~3）H。

在本文中坝基的上、下游宽度和深度均取为2H。

则由以上资料可建立模型轮廓如下图。

图2.3.2.235#坝段模型轮廓图下一步是要确定坝体及坝基的材料属性，查阅资料得到下图图2.3.2.3坝体材料分区简化图表2.3.2.1坝体材料参数表材料编号材料名称容重（KN·m3）弹模（GPa）泊松比①C523.03120.17②C1023.03160.17③C1523.03200.17④地基26.4150.25具备了以上的资料，则可以用ANSYS建立模型。

建模命令流如下：(1)定义工作文件名、分析类型及相关变量/FILNAME,Dam !定义工作文件名/TITLE,FengmanDam !定义工作标题/COM,Structural !指定结构分析h1=59.78 !预定义上游水深，在后期计算中只更改此数 (2)定义单元类型及材料属性/PREP7 !进入前处理器ET,1,PLANE42 !定义单元类型KEYOPT,1,3,2 !定义平面应变!定义1号材料MP,EX,1,1.2E10 !定义材料弹性模量MP,PRXY,1,0.17 !定义材料泊松比MP,DENS,1,2350 !定义材料密度!定义2号材料MP,EX,2,1.6E10MP,PRXY,2,0.17MP,DENS,2,2350!定义3号材料MP,EX,3,2.0E10MP,PRXY,3,0.17MP,DENS,3,2350!定义4号材料MP,EX,4,1.5E10MP,PRXY,4,0.25MP,DENS,4,2640(3)建立模型K,1,0,0,0 !创建关键点K,2,58.57,0,0K,3,47.978,13.58,0K,4,40.178,23.58,0K,5,24.578,43.58,0K,6,11.53,60.31,0K,7,11.53,76.7,0K,8,0.53,76.7,0K,9,0.53,57,0K,10,2.5,50,0K,11,2.179,43.58,0K,12,0.679,13.58,0K,13,24.578,23.58,0K,14,0,-153.4,0K,15,58.57,-153.4,0K,16,-153.4,0,0K,17,-153.4,-153.4,0K,18,211.97,0,0K,19,211.97,-153.4,0L,1,2 !创建直线L,2,3L,3,4L,4,5L,5,6L,6,7L,7,8L,8,9L,9,10L,10,11L,11,12L,12,1L,12,3L,13,4L,13,5L,11,5L,1,14L,14,15L,2,15L,1,16L,16,17L,14,17L,2,18L,18,19L,15,19AL,1,2,13,12 !根据已有线创建平面AL,13,3,14,15,16,11AL,14,4,15AL,16,5,6,7,8,9,10AL,1,17,18,19AL,20,21,22,17AL,19,25,24,23APLOT(4)对面进行网格剖分!划分1号面网格lsel,s,,,1 !选择线段1 lesize,all,,,28 !设置线段划分数lsel,s,,,2lesize,all,,,6 lsel,s,,,13 lesize,all,,,24 lsel,s,,,12 lesize,all,,,6 mat,3amesh,1!划分2号面网格lsel,s,,,3 lesize,all,,,5 lsel,s,,,14 lesize,all,,,7 lsel,s,,,15 lesize,all,,,10 lsel,s,,,16 lesize,all,,,10 lsel,s,,,11 lesize,all,,,15 mat,2amesh,2!划分3号面网格lsel,s,,,4 lesize,all,,,10 mat,1amesh,3!划分4号面网格lsel,s,,,5 lesize,all,,,8 lsel,s,,,6 lesize,all,,,8 lsel,s,,,7 lesize,all,,,6lsel,s,,,8 lesize,all,,,10 lsel,s,,,9 lesize,all,,,4 lsel,s,,,10 lesize,all,,,3 mat,1amesh,4!划分5号面网格lsel,s,,,18 lesize,all,,,28 lsel,s,,,17,19,2 lesize,all,,,20,10 mat,4amesh,5!划分6号面网格lsel,s,,,21 lesize,all,,,20,10 lsel,s,,,20,22,2 lesize,all,,,20,10 mat,4amesh,6eplot!划分7号面网格lsel,s,,,24 lesize,all,,,20,10 lsel,s,,,23,25,2 lesize,all,,,20,10 mat,4amesh,7eplotsave ,dam _model ,db finish网格剖分及材料分区如图图2.3.2.4 ANSYS 模型网格剖分及材料分区图加载及求和由于仅有水位资料，所以在加载时仅考虑了静水压力和扬压力两项。

ANSYS 大坝受力分析实验报告

大坝受力分析报告一、问题描述图1为一水坝受力示意图，大坝几何尺寸如图，水面高度为8m，坝体材料弹性模量为30Gpa，泊松比为0.26，受水的压力呈F=170216*（8-y）线性变化。

试对坝体经行应力分析。

图1 水坝受力示意图图2 水坝受力简化图二、问题分析1、简化问题该问题属于线性静力学问题。

由于水坝的跨度远大于其他方向上的尺寸，因此在分析过程中按照平面应变问题求解。

同时由于坝体内侧水的压力是梯度分布，可采用函数加载法施加载荷。

分析如下图2。

2、网格单元的选取该水坝受力问题转化为平面问题后，便可采用平面单元类型对其经行划分。

经分析本题选取PLANE82 单元对其进行网格划分。

PLANE82 是二维8节点结构实体单元，它为混合（四边形-三角形）自动网格划分提供了更精确的结果，并能承受不规则形状而不会产生任何精度上的损失。

3、网格划分类型的选取有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有密切关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，应该避免网格的畸形，因此，划分网格时，应尽量采用映射网格模式划分。

本题中，水坝的形状基本规则，稍做处理即可采用映射网格经行网格划分。

另外，在计算数据变化梯度较大的部位（如应力集中处），需要采用比较密集的网格。

三、解体步骤1、建立工作文件名及工作标题选择Utility→File→Change Jobname 命令，出现Change Jobname对话框。

在Enter new jobname栏输入工作文件名：Dam。

选择Utility→File→Change Title命令，输入工作标题：Analysis of dam。

完成建立。

2、定义单元类型选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，出现Element Type对话框，点击Add，在Library of Element Type中选取Structural, Quad8node 82。

ANSYS重力坝课程设计

重力坝三维仿真分析一、课题背景一座大坝的建成，往往要耗费一两年甚至更长的时间，并且大坝往往涉及到其下游千万人的生命与财产，因此经济效益和安全可靠是两个十分重要的问题。

如何保证结构安全可靠，一是要求结构设计合理，二是要科学地安排施工期。

对于这样重要而影响因素复杂的建筑物，采用试验来模拟成本太高、周期太长、难以通过改变试验参数进行设计及优化，而且许多复杂情况无法用试验进行模拟。

现在普遍采用的方法是数值模拟技术即计算机仿真，其中以ANSYS有限元分析软件的应用最为普遍。

二、课题分析1．重力坝的工作原理及特点重力坝是用浆砌石或混凝土材料修筑而成的挡水建筑物。

一般做成上游面近似垂直的三角形断面，主要依靠坝体的重量，在坝体和地基接触而间产生抗剪强度或摩擦力，来抵抗水库的水推力，以达到稳定的要求：同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的坝体上游侧面拉应力，以满足坝身强度的要求。

重力坝具有以下几个特点：在枢纽布置中，重力坝的泄水问题比较容易解决．在重力坝坝体内还容易布置泄水孔或水电站的引水管道等。

重力坝地基承受很大的压力作用，对地基的要求比-殷的土石坝要高，但比拱坝的要求低，量力坝一般修建在岩基上。

重力坝易于通过较低坝块或底孔进行导流，比土石坝施工导流更为简单和安全。

重力坝是大体积混凝土，施工时混凝土的水化发热和散热、硬化收缩．将引起坝体内温度和收缩应力，可能使坝体产生裂缝。

坝体材料和地基在一定程度上都是透水的，埂体和地基内的渗流会产生渗透压力。

坝体内的应力分布一般不均匀，较多部位的压应力通常不是很大，没有充分发挥材料的性能。

2．重力坝的戴荷作用在重力坝上的载荷主要有以下几种：坝体及其坝上永久设备的自重，上下游坝面上的静水压力，溢流坝反弧段上的动水压力、扬压力、、‘泥沙压力、浪压力、冰压力、地震载荷等。

◆水压力作用在坝面上的静水压力可按静水力学原理计算，分为水平及垂直两个方向进行；溢流重力坝泄水时，由于动量守恒，泄流面上回产生动水压力。

ANSYS水利工程应用实例分析

第5章ANSYS水利工程应用实例分析本章重点水利工程ANSYS重力坝抗震性能分析步骤ANSYS重力坝抗震性能用实例分析本章典型效果图水利工程概述虽然我国水利资源非常丰富，但河流在地区和时间分配上很不均衡，许多地区在枯水季节容易出现干早，而在洪水季节又往往由于水量过多而形成洪涝灾害。