發(fā)布時(shí)間：2021-04-22 12:55

　　本文基于數(shù)值模擬法,以位于青海省尖扎縣與化隆縣的交匯處的李家峽水電站的壩后淺埋管作為研究對(duì)象,通過運(yùn)用ANSYS Workbench大型有限元分析軟件,建立李家峽水電站壩后淺埋管三維模型和有限元模型,對(duì)淺埋管進(jìn)行靜力學(xué)分析以及模態(tài)分析,分析淺埋管管身的應(yīng)力、應(yīng)變以及振動(dòng)特性。其次結(jié)合分析得到的管身應(yīng)力、應(yīng)變與振動(dòng)特性,以鋼襯厚度、鋼筋折算厚度為設(shè)計(jì)變量,以其最大等效應(yīng)力、最大變形量、鋼襯和鋼筋總體積為目標(biāo)函數(shù)建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型,對(duì)淺埋管進(jìn)行響應(yīng)曲面優(yōu)化分析,驗(yàn)證改進(jìn)后設(shè)計(jì)方案的可靠性,對(duì)比優(yōu)化前后的工程量和造價(jià),分析其經(jīng)濟(jì)性。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）介紹有限元分析法的基本概念、有限元分析法的獨(dú)有特點(diǎn)及有限元分法的具體分析過程,分別總結(jié)概括ANSYS Workbench軟件的簡介、特點(diǎn)、分析的基本過程,以及在ANSYS Workbench軟件中對(duì)應(yīng)材料的選取方法和鋼筋混凝土有限元模型中鋼筋的三種處理方式。（2）以壩后淺埋管的具體實(shí)際情況為依據(jù),確定了完建期工況、正常運(yùn)行期工況以及校核工況三種工況,對(duì)壓力管道管身進(jìn)行三維非線性有限元仿真分析,并根據(jù)對(duì)計(jì)算成果——管身應(yīng)力、應(yīng)... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 傳統(tǒng)計(jì)算方法的發(fā)展
        1.1.2 有限元的提出
    1.2 研究目的與意義
    1.3 壩后淺埋管結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.4 壩后淺埋管結(jié)構(gòu)研究存在的問題
    1.5 研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.5.1 本文主要研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
第二章 有限元分析基本原理
    2.1 有限元概述
        2.1.1 有限元法簡介
        2.1.2 有限元法的特點(diǎn)
        2.1.3 有限元的分析過程
    2.2 ANSYS Workbench有限元分析軟件
        2.2.1 ANSYS Workbench軟件簡介
        2.2.2 ANSYS Workbench軟件特別之處
        2.2.3 ANSYS Workbench的具體運(yùn)行過程
    2.3 非線性有限元分析
    2.4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有限元模型
    2.5 本章小結(jié)
第三章 壩后淺埋管有限元分析
    3.1 工程概況
        3.1.2 工程水文、地質(zhì)條件
        3.1.3 工程布置
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 建立模型
        3.2.2 定義材料參數(shù)
        3.2.3 網(wǎng)格的劃分
        3.2.4 約束的施加
    3.3 工況及荷載的確定
    3.4 非線性求解設(shè)置
    3.5 結(jié)果分析
        3.5.1 完建工況
        3.5.2 正常運(yùn)行工況
        3.5.3 校核工況
    3.6 本章小結(jié)
第四章 壩后淺埋管結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
    4.1 模態(tài)分析概述
    4.2 模態(tài)分析理論
    4.3 模態(tài)參數(shù)的識(shí)別方法
        4.3.1 時(shí)域型模態(tài)參數(shù)的識(shí)別方法
        4.3.2 時(shí)域型參數(shù)頻域識(shí)別方法
    4.4 有限元模型的建立
        4.4.1 模型的建立
        4.4.2 添加材料屬性
        4.4.3 網(wǎng)格劃分
        4.4.4 施加約束邊界
    4.5 非線求解設(shè)置
    4.6 結(jié)果分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 壩后淺埋管結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 管道最佳經(jīng)濟(jì)直徑的確定
    5.2 數(shù)學(xué)模型的建立
        5.2.1 變量表達(dá)式
        5.2.2 狀態(tài)表達(dá)式
        5.2.3 目標(biāo)表達(dá)式
    5.3 ANSYS Workbench優(yōu)化計(jì)算
    5.4 管道優(yōu)化前后對(duì)比
    5.5 討論
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考 文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]管道導(dǎo)波振動(dòng)模態(tài)分析及缺陷周向定位研究[J]. 陳樂,王悅民,耿海泉,葉偉,鄧文力.  船舶力學(xué). 2018(10)
[2]基于全尺寸疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的海洋管道模態(tài)分析[J]. 梁珂,胡艷華,唐德渝,樊建春,張致遠(yuǎn).  石油機(jī)械. 2018(02)
[3]基于有限元的輸流管道模態(tài)計(jì)算方法與試驗(yàn)[J]. 張大千,鐘林林,孔祥意,楊兵.  沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]基于Workbench的管道流固耦合模態(tài)分析[J]. 鄭瑞.  山東工業(yè)技術(shù). 2017(16)
[5]基于ANSYS的煤礦立井搶險(xiǎn)排水管道振動(dòng)模態(tài)分析[J]. 趙福隆,鄭曉雯,郭智堡,楊良,傅豪,樊航.  機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2017(04)
[6]基于ANSYS Workbench的管道疲勞強(qiáng)度分析及優(yōu)化[J]. 邢亮亮,仲梁維.  軟件導(dǎo)刊. 2017(07)
[7]基于ANSYS有限元分析的海底管道變形數(shù)值模擬[J]. 楊中娜,楊陽,李瑞川.  管道技術(shù)與設(shè)備. 2017(03)
[8]壓力管道檢驗(yàn)檢測中對(duì)應(yīng)變模態(tài)變化率的分析[J]. 李浩,高陽.  科技創(chuàng)業(yè)月刊. 2015(13)
[9]基于模態(tài)分析方法的管道導(dǎo)波頻散曲線計(jì)算[J]. 朱龍翔,王悅民,宗侶,孫豐瑞.  海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[10]基于ANSYS的注水系統(tǒng)管道振動(dòng)模態(tài)分析[J]. 陳建宇,劉光勇,夏潤明,梁桂芳.  中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2014(04)

碩士論文
[1]基于ANSYS的鋼襯鋼筋混凝土壓力管道優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 朱立波.太原理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3153812