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连续刚构桥三维有限元参数化建模研究
| 论文题名： | 连续刚构桥三维有限元参数化建模研究 |
| 关键词： | 连续刚构桥;变截面箱梁;四面体网格;三维有限元;参数化建模 |
| 摘要： | 随着我国经济的飞速发展，通用的有限元软件得到了广泛的应用，结构分析也日益完善。在桥梁结构分析过程中，桥梁的计算精度要求也越来越高。但目前有限元软件（例如桥梁博士，ABAQUS，MIDAS等）多采用梁单元或杆系单元对桥梁进行建模与分析，这无法达到现代桥梁结构计算精度的要求。随着计算机硬件、软件技术的发展和分析要求的提高，采用空间实体单元对桥梁进行高精度分析逐渐成为一种新的发展趋势。目前，现有的桥梁有限元软件对建立桥梁实体结构模型时比较复杂，相应的MIDAS软件出现了“建模助手”，这大大提高了建模效率。而本文针对现有桥梁有限元软件的不足，利用VC++实现单箱单室连续刚构桥三维有限元参数化建模。 本文以VC++为平台，利用四面体网格生成接口软件TetGen，研究了变截面箱梁参数化建模的方法。用多连通平面多边形面片描述横截面、用字符串函数描述箱梁截面上各特征点的坐标变化规律，将平面横截面面片映射为空间横截面面片，再自动生成相邻空间面片的连接面片，从而获得箱梁的空间多面体。利用四面体网格划分接口软件TetGen对箱梁空间多面体进行四面体网格剖分，自动生成高质量的四面体网格。通过将网格数据写为inp文件导入ABAQUS软件进行受力计算，并与MIDAS CIVIL软件中模型进行比较。其中，参数化主要表现在:横截面的描述，横隔板截面的描述，桥梁变截面曲线描述等等。 根据以上所述的内容，本文主要进行了以下工作: (1)研究连续刚构桥横向、纵向模型特点，并将其参数化。 (2)学习C++软件的使用，重点学习的是MFC中的视图-文档体系，完成参数化建模时用到界面。用户只需在界面输入变截面桥梁的参数，即可完成建模功能。 (3)学习TetGen库的理论知识，确保可以使用TetGen库中的函数对空间多面体进行网格划分，得到较高质量的四面体网格。 (4)学习ABAQUS软件的使用。本文中需要将C++软件中生成的网格数据写成inp文件，再将其导入ABAQUS软件，对该模型进行计算，来验证参数化建模的正确性。 (5)学习MIDAS CIVIL软件的使用。本文中需要利用MIDAS CIVIL软件建模并进行计算，与ABAQUS软件中的计算结果进行比较，来验证参数化建模的正确性。 |
| 作者： | 段红俊 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王家林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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