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基于有限元方法的船闸结构仿真分析及可靠度研究
| 论文题名： | 基于有限元方法的船闸结构仿真分析及可靠度研究 |
| 关键词： | 船闸结构;可靠度;随机有限元;地质参数;统计分析;数值模拟 |
| 摘要： | 水运工程中船闸结构中存在一些不确定的因素,在船闸结构的设计中通常采用安全系数法处理这些不确定性。安全系数法在理论上存在一些缺陷,其结果无法完整清晰地评价工程安全度,经常会造成工程设计的较大风险或设计上的浪费。而基于有限元方法的可靠度设计计算方法可以弥补安全系数法的诸多不足,得出更多合理的安全性评价指标。因而在船闸水工建筑物结构设计中随机有限元方法的应用研究具有重要的理论与实际意义。 本文采用随机—模糊的方法对长沙综合枢纽工程船闸地质参数进行分析,在此基础上采用ANSYS软件对结构进行数值分析,对船闸结构进行有限元分析以及基于结构随机有限元的可靠度分析,本文的主要内容如下: (1)总结了可靠度理论、岩上工程参数随机场及随机有限元等相关理论的研究现状,重点阐述了随机有限元方法的研究内容和国内外学者在这一领域的研究进展。介绍了船闸主体结构和船闸结构与周围介质的相互作用问题。 (2)对长沙综合枢纽工程的地质条件进行了介绍,总结了岩上地质参数的处理方法;本文采用随机—模糊方法对船闸的地质参数进行分析。随机—模糊方法科学合理,在实践中能够较好的处理船闸地基岩上参数。 (3)运用结构有限元分析方法对船闸进行施工仿真计算,并考虑施工过程中温度应力,绘制的应力配筋图能够较好的为设计提供参考。 (4)借助有限元软件ANSYS,将有限元法与蒙特卡罗法相结合,在计算机上实现随机有限元方法分析结构的可靠度,得到结构可靠度参数。通过船闸结构的可靠度分析,表明基于概率统计的有限元方法可方便地进行船闸结构可靠度分析,明显提高可靠度分析的精度与效率。 |
| 作者： | 邹开明 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 刘晓平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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