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基于APDL桥梁参数化建模和有限元仿真分析
| 论文题名： | 基于APDL桥梁参数化建模和有限元仿真分析 |
| 关键词： | 桥梁设计;APDL语言;参数化建模;有限元仿真;点云数据 |
| 摘要： | 桥梁设计过程和运营期间都需要建立有限元模型对桥梁进行分析计算。但在实际设计中存在很多类型基本相同而几何尺寸不同的桥梁,传统建模方法效率比较低、工作重复性比较大,虽然国内的GQJS、桥梁博士等桥梁结构分析软件具有一定的自动建模功能,但在实际运用中达不到理想的分析效果。因此本文研究以有限元软件 ANSYS为平台,结合AutoCAD软件的图形处理功能,利用ANSYS自带的APDL语言,研究桥梁参数化建模和模型参数化分析计算的方法,并结合贵州省红枫湖大桥的工程实例对桥梁关键部位进行参数化建模和有限元仿真分析。本文的主要研究内容如下: (1)研究了三维点云数据的获取、去噪、配准和修复等预处理技术,并利用贵州省信息与计算科学重点实验室采购的Optech公司ILRIS-3D扫描仪,对贵州省红枫湖大桥关键部位进行了实际扫描,并运用预处理软件Polyworks对扫描得到的点云模型进行了相应的预处理。 (2)研究了点云数据特征提取方法,提取桥梁的桥塔、拉锁、桥面点云模型特征,通过分析得到了数据模型的相关约束参数。此方法首先使用Matlab提取桥塔边界特征,再分析桥梁结构特点,最后建立桥塔、拉锁、桥面数学约束关系。 (3)研究了有限元建模理论、ANSYS软件建模方法和参数化技术,介绍了桥梁有限元建模的参数化原理和技术,以 ANSYS为平台,利用APDL设计桥梁参数化建模的程序,建立比较方便、快捷的桥梁参数化建模模块。 (4)研究了把参数化理论延续到加载、计算和结果提取阶段的方法,该方法首先分析桥梁实际受力与实际的荷载情况,使用程序语言对建立的模型施加实际载荷,然后计算加载的模型,提取相应分析计算的结果。通过对位移、应力应变的有限元分析,从而将该结果应用于贵州省重大工业攻关项目:“基于数字图形介质理论的高速公路及高边坡稳定状态快速评价技术研究及应用(【黔科合 GZ字(2012)3017】)”中桥梁结构的健康稳定状态的评估。 |
| 作者： | 葛邵飞 |
| 专业： | 计算数学 |
| 导师： | 谢晓尧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 贵州师范大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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