文档介绍：有限元法在船闸闸首结构设计中的应用
苏杨中摘要:有限元法是近些年提出的一种相对高效率的方法,对于微分方程等的解析有着相当快速的解决方式,使用这种方法来离散化微分方程之后就能够使用计算机来进行快速高效率的求解过程。船闸的结构设体的荷载问题进行分析,最终将结构问题简化到计算网络当中进行自发的分析,进而就得到了复合材料、钢筋混凝土、高压收缩弹性泡沫及各种岩土工程材料的性能。应用ABAQUS有限元软件可以在考虑到材料基础数据的条件下获得一些非线性的因素并进一步对典型的工程问题进行自发的预算和求解。考虑到船闸的结构特点和应力特性,以及结构的应力和变形数据,船闸的内力是求解实际工况下的实体三维非线性有限元法。嘉陵江船闸为三级水工建筑物。船闸的下方主要是使用钢筋混凝土制作的一块地板,其中底部材料为C25,边墩采用的材料室C15混凝土,30米长,除此之外连接的部分采用钢结构人字门,基础主要由砂质粘土岩组成。
3 模型求解

用解析法计算的材料参数相同。根据有限元分析的原理和闸首结构的应力分析,模拟了侧墩、底板、回填和地基土的相互作用。该模型包含78421个元素和91620个节点,闸门的顶端使用的是六面体的结构单元进行结构的构建的,。,而空盒的最大尺寸则是6分米,除此之外需要构建回弹结构单元,对这些单元进行结构分析的过程中最常见的方式是二次折减计分法等来调整网格模型的网格。

根据考虑材料的理想弹塑性体计算模型,将虎克定律应用于混凝土材料的本构关系中。在“模型计算和分析”选项中,参数设置为“开”。在带有*的节点上,该选项定义局部方向,该方向在整个分析过程中保持不变、不变和不旋转。使用inc参数指定最大允许增量25的步骤。-采用接触算法模拟主、从表面之间的总接触,包括接触表面的定义和接触表面本构关系的定义。在砌砖过程中,应考虑墩台与地面、墩台与地面、墩台与地面的接触。建立了回填、回填、基础、墩和侧墩挡土墙之间的相互作用和接触参数,有限元模型中的接触关系设置。

人字门是一种复杂的空间结构,实际应用的过程中要解决这样的问题的话需要使用板壳的结构单元,这样的结构单元可以模拟出闸首结构当中常用的门柱主梁和腹板等多方面的内容。门的每个节点都有六个自由度。在闸门枢轴的水平面上,沿两个拉杆的方向和闸门下枢轴的垂直方向设置连杆约束。关门时,沿拱压方向设置位移约束,沿垂直方向设置斜柱和垂直轴锁门槽位移约束。门是锁的关键部分,船体在运行的过程中闸门是否能够稳定的运行会直接影响到整个船结构的安全性,门是典型的空间结构。现在最常用的对闸门进行计算的方式主要包括简化的工作方式,一般都是将空间问题进行降维处理,用二维的方式进行處理通常来说因为复杂的条件的影响,传统化的船闸设计都会使用解析法来进行解构的构建和设计,但是从根本上来说的话这种方法并不能够充分的反映出三维结构在运行过程中的性能情况。即使采用平面有限元法计算船闸结构内力,也只能提高计算精度,但是如果能够使用有限元的分析软件的话就能够充分的解决这样的问题,模型符合计算机程序的要求。输入闸门结构模型的基本模型和闸门的结构荷载,根据网格的结构模