热—结构耦合分析在漕河渡槽三向预应力结构优化中的应用(孟旭央 翟利军 毛爱梅)
[摘 要] 对漕河渡槽有限元模型的建立进行了研究,计算了漕河渡槽在热、压力载荷作用下的温度场、应力及变形,并进行了热——结构耦合分析,得到并分析了漕河渡槽的槽身在实际工况下的应力场,校核其安全性,为渡槽结构更深入地分析研究提供了参考。
[关键词] 大流量渡槽 热-结构耦合 边界条件 热传导
1工程概况
漕河渡槽位于河北省满城县城西约9km的神星镇与荆山村之间,其设计起始桩号v375+357,终止桩号v377+657,全长2 300m,进、出口底高程在62.24~61.53m,设计流量125 m3/s,加大流量150m3/s,为Ⅰ级建筑物。防洪标准100年一遇设计;300年一遇校核。河道右岸一、二阶地简称旱渡槽段,河道宽谷简称主河槽段,河床高程在42.1~44.5m,第四系覆盖层厚10~29.9m。
槽身段由桩号v375+412~v377+611,长2 199m。输水槽采用三槽一联的预应力钢筋混凝土结构方案。台地段20m跨多侧墙结构接主河槽段30m跨多侧墙段。
2工程布置
3热—结构耦合分析方法
用热—结构耦合分析模拟温度作用对渡槽槽身的应力影响;
基于ansys程序的耦合场分析是指考虑了两个或多个工程物理场之间相互作用的分析,过程依赖于所耦合的物理场,所有的耦合场分析方法可分为两大类:顺序耦合和直接耦合。
顺序耦合方法包括两个或多个按一定顺序排列的分析,每一种属于某一物理场分析,通过将前一个分析的结果作为荷载施加到第一个分析中的方式进行耦合。直接耦合方法只包含一个分析,它使用包含多场自由度的耦合单元。通过计算包含所需物理量的单元矩阵或荷载向量的方式进行耦合。
对于多场的相互作用非线性程度不是很高的情况,顺序耦合法更有效,也更灵活,因为每种分析是相互独立的。顺序耦合可以是双向的,不同物理场之间进行相互耦合分析,
直到收敛到一定精度。本文采用顺序耦合法对漕河渡槽的温度应力进行了计算。先对渡槽进行热分析,求解其温度场,然后将热分析中得到的节点温度作为“体荷载(body loads)”应用到随后的结构分析中去,计算出结构的整体应力。
4温度场仿真
在混凝土结构仿真分析中,温度是基本作用荷载。混凝土结构温度变化是一个热传递问题,用有限元法求解有下面几个优点:①容易适应不规则边界;②在温度梯度大的地方,可局部加密网格;③
热—结构耦合分析在漕河渡槽三向预应力结构优化中的应用(孟旭央 翟利军 毛爱梅)
本文2010-03-12 15:09:59发表“农林鱼水论文”栏目。
本文链接:https://www.wenmi123.com/article/151970.html
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