砌石拱壩三維有限元分析及設計優(yōu)化.pdf

1、砌石拱壩是一種拱形推力結構，不僅能充分利用兩岸巖石強度，同時具有可就地取材、節(jié)省勞動力、初期工程量小等優(yōu)點，是一種經濟、綜合安全性能高的壩型，在水利建設中發(fā)揮著越來越重要的作用。
　　 砌石拱壩具有復雜的幾何形狀、邊界條件及應力狀態(tài)，因此，在修建一座拱壩之前，需進行應力計算、變形及結構穩(wěn)定性分析，以便確定工程項目的可行性。
　　 本文介紹了常用的結構分析方法：純拱法、拱梁分載法及有限單元法。詳細闡述了有限單元法在拱壩應力

2、計算、變形計算及在體形優(yōu)化過程中的應用，同時還對傳統(tǒng)的拱壩優(yōu)化算法及智能優(yōu)化算法進行了闡述。借助大型通用有限元分析軟件ANSYS，對擬建的佛灣水庫砌石拱壩進行多種工況下的模擬計算，通過對其應力狀態(tài)、變形及其體形優(yōu)化結果分析對比，進而確定該拱壩的設計方案，同時也為同類型、相似地質條件下的拱壩設計提供一定的參考。
　　 本文主要研究工作如下：
　　 (1)介紹了拱壩結構分析的傳統(tǒng)計算方法和有限單元法用于拱壩計算的原理及步驟。

3、
　　 (2)在ANSYS10.0環(huán)境下進行參數(shù)化建模，并對三維有限元模型進行各種荷載組合下的靜力分析及等效應力分析，同時，在地震荷載作用下，將動水壓力轉化為附加質量，對拱壩進行模態(tài)分析，計算地震情況下壩體的應力及變形情況。
　　 (3)了解拱壩優(yōu)化設計原理與方法，熟悉蟻群算法的優(yōu)化原理，用C++語言編寫基于圖解的蟻群優(yōu)化算法程序，借助有限元分析，實現(xiàn)拱壩體形優(yōu)化設計。
　　 (4)根據三維有限元計算結果及優(yōu)化計