本文關(guān)鍵詞： 面板堆石壩 面板接縫 有限元 ABAQUS 二次開發(fā)　出處：《揚州大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：混凝土面板堆石壩是指以堆石體為支承結(jié)構(gòu),在堆石上游表面設(shè)置混凝土面板作為防滲結(jié)構(gòu)的堆石壩。由于其安全性良好、適應(yīng)性強(qiáng)、工期短和造價低等特點,面板堆石壩在工程中廣為使用。為了合理分析面板的應(yīng)力應(yīng)變特性,需要在計算中反映面板接縫的特點。但是現(xiàn)在的一些專業(yè)程序在計算面板接縫應(yīng)力應(yīng)變特性時存在以下幾個弱點：首先是一般軟件的前后處理功能不甚理想,數(shù)據(jù)的加工處理工作較為繁瑣復(fù)雜,其次非線性求解的程序語言不夠優(yōu)化,效率較低,計算費時。最后這些軟件處理復(fù)雜邊界、荷載條件的能力較弱。有限元軟件ABAQUS雖然功能強(qiáng)大但是缺少計算面板接縫的模型,所以本文利用ABAQUS提供的二次開發(fā)平臺,開發(fā)了無厚度接縫單元,從而實現(xiàn)了對面板接縫的模擬。具體工作總結(jié)如下：(1)分析總結(jié)了面板接縫模型的研究現(xiàn)狀,指出面板接縫可采用與接觸面相同的無厚度單元進(jìn)行模擬,明確了本文的研究目標(biāo)。(2)基于有限元軟件ABAQUS的二次開發(fā)平臺,建立二、三維無厚度單元的開發(fā)方法,給出了考慮坐標(biāo)轉(zhuǎn)化的剛度矩陣和節(jié)點力的表達(dá)方式。編寫了相應(yīng)的用戶自定義單元UEL子程序,在ABAQUS中實現(xiàn)了對面板接縫的模擬,從而可充分利用／BAQUS前后處理方便、計算精度高和模擬復(fù)雜問題能力強(qiáng)的優(yōu)點。(3)對所開發(fā)的接縫單元進(jìn)行了算例驗證,并與理論解答進(jìn)行了對比驗證。結(jié)果表明,所開發(fā)的單元能反映接縫拉、壓及剪切變形特性,可夠模擬任意方向的接縫,能模擬接縫力與位移間的非線性關(guān)系。(4)利用所開發(fā)的面板接縫單元,對某抽水蓄能電站面板堆石壩進(jìn)行了三維有限元分析,重點分析了混凝土面板的應(yīng)力變形特性和面板接縫的三向變形特性,為工程設(shè)計提供了依據(jù)。
[Abstract]:Refers to the concrete face rockfill dam rockfill as the supporting structure, on the surface of the concrete slab installed upstream rockfill dam as impervious structure. Due to its good safety, strong adaptability, short construction period and low cost, widely used in dam engineering. In order to reasonably analyze the stress strain characteristics of the panel, the need to reflect the characteristics of slab joints in the calculation. But some professional programs now there are several weaknesses in the calculation of slab joint stress strain characteristics: first is preprocessing software in general is not ideal, the data processing complex, then solving nonlinear programming language not optimized, low efficiency, time-consuming finally these software of complicated boundary conditions, load capacity is weak. The finite element software ABAQUS are powerful but lacks the calculation of joint panel The two model, so this paper use the ABAQUS development platform, the development of the non thickness joint element, so as to realize the simulation of the slab joints. The specific work are summarized as follows: (1) analyzed and summarized the research status of slab joint model, pointed out that the panel seams can be solved with the contact surface of the same thickness are used in the simulation. The goal of this paper. (2) the two development platform, finite element software ABAQUS based on the two development method of three-dimensional element of zero thickness, given a coordinate transformation of the nodal force and stiffness matrix expression. Write the corresponding user-defined element subroutine UEL, implemented in ABAQUS simulation the panel seams, which can make full use of the advantages of convenient / BAQUS before and after the treatment, high accuracy and strong ability to simulate the complex problem. (3) the joint unit developed is validated, and Science The answer was verified. The results show that the developed unit can reflect the joint pull, pressure and shear deformation characteristics, can simulate any direction of the joint, can simulate the joint nonlinear relation between force and displacement. (4) using the panel unit joint development, of a pumped storage power station of CFRD a three-dimensional finite element analysis, focuses on the analysis of the concrete face stress and deformation characteristics and deformation characteristics of slab joints to three, provides the basis for engineering design.

【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV641.43

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