雙排插入式大圓筒結(jié)構(gòu)非線性彈簧元耦合數(shù)值模擬及優(yōu)化.pdf

1、本文基于單排插入式大直徑薄壁圓筒結(jié)構(gòu)物模實(shí)驗(yàn)、相關(guān)土壓力理論和非線性數(shù)值方法,對(duì)圓筒結(jié)構(gòu)筒內(nèi)、外土壓力和摩阻力的計(jì)算方法進(jìn)行研究,建立了相應(yīng)的非線性彈簧元數(shù)值分析模型.在此基礎(chǔ)上對(duì)雙排插入式大直徑薄壁圓筒結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理和數(shù)值模型的建立進(jìn)行了初步探索.主要研究工作如下: 1.根據(jù)插入式大直徑薄壁圓筒結(jié)構(gòu)物模實(shí)驗(yàn)的成果分析,結(jié)合相關(guān)土壓力理論,提出了根據(jù)圓筒結(jié)構(gòu)插入深度和類(lèi)型的判別標(biāo)準(zhǔn),確定結(jié)構(gòu)土壓力的分布模式和摩阻力的計(jì)算方法,并

2、用模型實(shí)驗(yàn)的實(shí)測(cè)值加以驗(yàn)證. 2.根據(jù)不同土壓力一位移之間的非線性曲線,確定不同土體彈簧的本構(gòu)關(guān)系,建立了外荷載作用下的圓筒碼頭結(jié)構(gòu)的非線性彈簧元的數(shù)值模型.通過(guò)與模型實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證比較,確定合適的土體彈簧的本構(gòu)模型,用以分析大圓筒碼頭結(jié)構(gòu). 3.由確定的土體彈簧的本構(gòu)模型所建立大圓筒碼頭結(jié)構(gòu)的非線性彈簧元的數(shù)值模型,結(jié)合實(shí)際工程對(duì)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定和強(qiáng)度進(jìn)行分析. 4.根據(jù)雙排插入式大直徑薄壁圓筒碼頭結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn),對(duì)

3、筒后土壓力的計(jì)算提出了更符合實(shí)際工作狀態(tài)的一種修正計(jì)算方法. 5.根據(jù)雙排圓筒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),建立雙排插入式結(jié)構(gòu)的非線性彈簧元耦合數(shù)值分析模型.著重處理前后圓筒接觸面處的數(shù)值模擬問(wèn)題.通過(guò)對(duì)數(shù)值模型的有效性驗(yàn)證,和常規(guī)荷載的加載調(diào)試,初步掌握雙排式結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理.并將該模型用于實(shí)際工程加以驗(yàn)證. 6.結(jié)合實(shí)際工程,通過(guò)建立的雙排插入式結(jié)構(gòu)數(shù)值分析模型,引入相關(guān)優(yōu)化變量,采用ANYSYS優(yōu)化模塊,對(duì)前后圓筒的筒徑和相對(duì)高度進(jìn)行