發(fā)布時間：2022-08-23 15:38

　　黃河流域?qū)幟珊拥蓝稳L1140公里,河流自低緯度向高緯度發(fā)展,加上曲折多變的河道流勢條件,每年凌汛期流量不穩(wěn)定,冰凌災(zāi)害頻發(fā)。沿河堤防、渠道、橋涵、水閘、排灌站、鐵路橋等水工建筑物及道路工程設(shè)施均在凌災(zāi)易發(fā)范圍內(nèi)�；⌒伍l門在外部荷載條件下,其空間梁系結(jié)構(gòu)力學(xué)性能復(fù)雜,是一個值得研究的問題。本文基于商用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA和前后處理軟件Hypermesh、LS-PrePost軟件等,以黃河中上游寧蒙河段冬季凌汛高發(fā)的險工段某弧形閘門為研究對象,分析了弧形閘門的受力特點和工作方式,建立其合理的三維有限元仿真模型,并對其在大體積冰凌撞擊作用下的動力響應(yīng)進行研究。具體內(nèi)容如下:首先根據(jù)弧形閘門的受力特點和工作方式,選擇了基于ANSYS/LS-DYNA的能反映閘門各構(gòu)件真實工作狀態(tài)的單元類型,建立了弧形閘門的三維結(jié)構(gòu)有限元模型。其次使用上述模型,以尺寸100cm×100cm×50cm,速度為2m/s的冰荷載為例,開展流冰撞擊弧形閘門過程中流冰的能量過程、流冰動力過程、弧形閘門的能量過程、弧形閘門的位移變化的具體分析。再次分析比較了不同荷載條件下的冰力值、不同速度條件下流冰的冰力值... 

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 弧形閘門的研究現(xiàn)狀
    1.2 河冰物理力學(xué)性質(zhì)及本構(gòu)模型綜述
        1.2.1 河冰的主要物理力學(xué)性質(zhì)
        1.2.2 河冰主要的本構(gòu)模型
    1.3 冰凌災(zāi)害對水工建筑物破壞的研究現(xiàn)狀及防治方案
    1.4 本文主要的研究工作
第2章 弧形閘門三維有限元模型研究
    2.1 概述
    2.2 Ansys/LSdyna、HyperMesh、LS-prepost軟件聯(lián)合仿真
    2.3 弧形閘門與流冰的材料類型
    2.4 弧形閘門的單元類型
        2.4.1 Shell163 殼單元
        2.4.2 殼體單元的共轉(zhuǎn)坐標(biāo)系
        2.4.3 殼體單元的應(yīng)變位移關(guān)系和節(jié)點應(yīng)力的計算[21]
        2.4.4 BEAM161 梁單元
        2.4.5 SOLID164 實體單元
    2.5 弧形閘門與冰體的接觸模式、邊界約束條件、荷載條件等
    2.6 冰體沖擊弧形閘門過程的輸出結(jié)果
    2.7 本章小結(jié)
第3章 流冰沖擊弧形閘門過程動力分析
    3.1 流冰沖擊弧形閘門能量變化分析
    3.2 流冰動力分析
        3.2.1 流冰能量過程
        3.2.2 流冰三個方向撞擊力的變化過程
        3.2.3 流冰的速度、加速度、位移分析
        3.2.4 冰體應(yīng)力分析
    3.3 弧形閘門動力分析
        3.3.1 弧形閘門能量分析
        3.3.2 弧形閘門節(jié)點位移變化
    3.4 本章小結(jié)
第4章 不同撞擊工況下弧形閘門的響應(yīng)比較
    4.1 考慮水壓力荷載條件的數(shù)值模擬技術(shù)
    4.2 不同荷載條件冰力值比較
    4.3 不同速度流冰冰力值分析
    4.4 不同撞擊工況下弧形閘門的響應(yīng)比較
        4.4.1 撞擊位置在高度上變化
        4.4.2 撞擊位置在水平方向上變化
        4.4.3 不同撞擊角度閘門的響應(yīng)比較
    4.5 本章小結(jié)
第5章 弧形閘門在流冰沖擊下的強度和剛度研究
    5.1 弧形閘門容許應(yīng)力
    5.2 冰體沖擊下弧形閘門結(jié)構(gòu)強度分析
        5.2.1 梁系的應(yīng)力分析
        5.2.2 閘門面板的應(yīng)力分析
    5.3 冰體沖擊下弧形閘門結(jié)構(gòu)剛度分析
    5.4 冰體沖擊下弧形閘門支臂動力分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 進一步工作的展望
攻讀學(xué)位期間參加的科研項目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
參考文獻



本文編號：3678033