基于ANSYS有限元的拱壩智能優(yōu)化設計研究.pdf

1、拱壩是一個復雜的空間殼體結構，以結構合理和體形優(yōu)美而著稱，它能比較充分地利用筑壩材料的強度，節(jié)省工程量，因此被視為優(yōu)選壩型之一。但拱壩的設計方法較復雜，且壩體體形對拱壩的安全性和穩(wěn)定性有重要影響，所以本文提出基于ANSYS有限元的拱壩智能優(yōu)化設計。
　　首先，本論文介紹了拱壩的研究背景、研究意義以及目前國內外所使用的優(yōu)化方法。在現(xiàn)代結構優(yōu)化設計中，拱壩體形優(yōu)化設計已經占據(jù)了重要的地位，它是拱壩設計和建造的重要環(huán)節(jié)，能夠讓設計人員從

2、眾多的方案中獲得較為完善或合理的最優(yōu)設計。近幾十年來，國內外學者提出了各種優(yōu)化方法并被廣泛應用到拱壩的優(yōu)化設計中，成果顯著。根據(jù)拱壩的受力特點可知，在拱壩體形設計中主要考慮兩方面內容，一方面要結合混凝土抗壓不抗拉的實際情況，盡量減小壩體內拉應力，同時使壩體內承受較為均勻的壓應力，進而將荷載通過拱的作用傳遞到壩肩;另一方面要將兩岸壩肩的推力盡量傳遞到兩岸山體內，以增強兩岸壩體拱座的抗滑穩(wěn)定、減少巖體變形?？偠灾?，一般需要從工程造價、壩體

3、應力和拱座穩(wěn)定三方面對拱壩體型設計開展研究。
　　其次，在有限元分析軟件ANSYS的基礎上提出了基于參數(shù)化設計語言APDL的拱壩建模和結構分析方法，通過ANSYS的參數(shù)化設計語言APDL編制程序，實現(xiàn)拱壩參數(shù)的自動讀入和實體模型的自動建立，大大減少了以往設計過程中不斷重復所消耗的時間，使程序修改更簡便快捷。
　　最后，將混凝土拱壩幾何特征參數(shù)作為設計變量，分別以大壩體積為目標和以大壩應力為目標建立單目標優(yōu)化數(shù)學模型，在充分考