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1、第5章 ANSYS水利工程应用实例分析Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.第5章 ANSSYS水水利工程程应用实实例分析析本章重点点 水利工工程 ANNSYSS重力坝坝抗震性性能分析析步骤 ANSSYS重重力坝抗抗震性能能用实例例分析 本章典型型效果图图5.1 水利工工程概述述虽然我国国水利资资源非常常丰富，但但河流在在地区和和时间分分配上很很不均衡衡，许多多地区在在枯水季季节容易易出现干干早，而而在洪水水季节又又往往由由于水量量过多而而形成洪洪涝灾害害。为了了解决这这一矛盾盾，人们们修建了了
2、许多水水利工程程来达到到防洪、灌灌溉、发发电、供供水、航航运等目目的，促促进国民民经济建建设的发发展。水利工程程中各种种建筑物物按其在在水利枢枢纽中所所起的作作用，可可以分为为以下几几类:(1)挡挡水建筑筑物用以以拦截河河流，形形成水库库，如各种种坝和水水闸以及及抵御洪洪水所用用的堤防防等。(2)泄泄水建筑筑物用以以宣泄水水库或或渠道)在洪水水期间或或其它情情况下的的多余水水量，以以保证坝坝(或渠道道)的安全全，如各种种溢流坝坝、溢流流道、泄泄洪隧道道和泄洪洪涵管等等。(3)输输水建筑筑物为灌灌溉、发发电或供供水，从从水库(或河道道)向库外外(或下游游)输水用用的建筑筑物，如引水水隧道、引引水
3、涵管管、渠道道和渡槽槽等。(4)取取水建筑筑物是输输水建筑筑物的首首部建筑筑，如为灌灌溉、发发电、供供水而建建的进水水闸、扬扬水站等等。(5)整整治建筑筑物用以以调整水水流与河河床、河河岸的相相互作用用以及防防护水库库、湖泊泊中的波波浪和水水流对岸岸坡的冲冲刷，如丁坝坝、顺坝坝、导流流堤、护护底和护护岸等。由于破坏坏后果的的灾难性性，大型型水利工工程建设设的首要要目标是是安全可可靠，其其次才是是经济合合理。所所以说研研究大坝坝等水工工建筑物物的安全全分析、评评价和监监控，是是工程技技术人员员需要解解决的课课题，正确分分析大坝坝性态已已经成为为当务之之急。当前对各各种水利利工程评评价主要要采用有
4、有限元分分析方法法，借助助各种有有限元软软件对这这些水利利工程建建筑物进进行安全全评价，其其中应用用比较广广泛的是是ANSSYS软软件。目目前，AANSYYS软件件在水利利工程中中主要应应用以下下几个方方面：(1)应应用各种种坝体工工程的设设计和施施工利用ANNSYSS软件，模模拟各种种坝体施施工过程程以及坝坝体在使使用阶段段受到各各种载荷荷（如水水位变化化对坝体体的压力力、地震震荷载等等）下结结构的安安全性能能进行评评价，模模拟坝体体的温度度场和应应力场，借助模拟结果修改设计或对坝体采取加固措施。(2)应应用于各各种引水水隧道、引水涵管等设计和施工利用ANNSYSS软件，模模拟这些些工程开开
5、挖、支支护、浇浇注、回回填过程程，分析析结构在在载荷作作用下的的变形情情况、结结构的安安全可靠靠度，以以及衬砌砌支护结结构在水水压、温温度发生生变化后后产生的的变形情情况和结结构内力力，依靠靠ANSSYS模模拟结果果对结构构安全性性进行评评价。(3)应应用于各各种水库库闸门的的设计和和施工水库闸门门在上游游水作用用下将发发生弯曲曲、扭转转、剪切切和拉压压等组合合变形，利利用ANNSYSS中的SSHELLL633单元来来模拟闸闸门，利利用大型型结构有有限元分分析程序序ANSSYS，对对闸门结结构进行行三维有有限元分分析，根根据分析析结果进进行强度度校核。5.2 ANSSYS重重力坝抗震性能能分析
6、步骤骤重力坝是是一种古古老而重重要的坝坝型，主主要依靠靠坝体自自身重力力来维持持坝身的的稳定。岩基上上重力坝坝的基本本剖面呈呈三角形形，上游游面通常常是垂直直的或者者稍倾向向下游的的三角形形断面。重力坝的的具有很很多优点点：(1)安安全可靠靠。但剖剖面尺寸寸较大，抵抵抗水的的渗漏，洪洪水漫顶顶，地震震或战争争破坏的的能力都都比较强强，因而而失事率率较低。(2)对对地形、地地质条件件适应性性强，坝坝体作用用于地基基面上的的压应力力不高，所所以对地地质条件件的要求求也较低低，低坝坝甚至可可修建在在土基上上。(3)枢枢纽泄洪洪容易解解决，便便于枢纽纽布置。(4)施施工方便便，便于于机械化化施工。(5
7、)结结构作用用明确，应应力计算算和稳定定计算比比较简单单。鉴于重力力坝有如如此多优优点，所以它得得到了广广泛应用用。但是许多多大坝都是是建在地地震多发发和高烈烈度地区区，并且且坝还要要承受重重力、水水压力等等长期载载荷的作作用，为为确保工工程和人人民生命命财产在在偶发地地震载荷荷作用下下的安全全，需对对大坝做做抗震安安全分析析。重力坝抗抗震性能能分析一一般分以以下五个个步骤：1、创建建物理环环境2、建立立模型和和划分网网格3、施加加边界条条件和载载荷（地地震荷载载）4、求解解5、后处处理（查查看计算算结果）5.2.1 创创建物理理环境在定义坝坝体抗震震性能分分析问题题的物理理环境时时，进入入A
8、NSSYS前前处理器器，建立立这个坝坝体抗震震性能分分析的数数学仿真真模型。按按照以下下几个步步骤来建建立物理理环境：1、 设置GUUT菜单单过滤如果你希希望通过过GUII路径来来运行AANSYYS，当当ANSSYS被被激活后后第一件件要做的的事情就就是选择择菜单路路径：MMainn MeenuPreeferrencces，执执行上述述命令后后，弹出出一个如如图5-1所所示的对对话框出出现后，选选择Sttruccturral。这这样ANNSYSS会根据据你所选选择的参参数来对对GUII图形界界面进行行过滤，选选择Sttruccturral以以便在进进行坝体体抗震性性能分析析时过滤滤掉一些些不必
9、要要的菜单单及相应应图形界界面。2、 定义分析析标题（TITTLE）在进行分分析前，可可以给你你所要进进行的分分析起一一个能够够代表所所分析内内容的标标题，比比如“Damm sttabiilitty AAnallysiis”，以便便能够从从标题上上与其他他相似物物理几何何模型区区别。用用下列方方法定义义分析标标题。命令：TITTLEGUI：Utiliity MennuFFileeChhangge TTitlle3、 说明单元元类型及及其选项项（KEEYOPPT选项项）与ANSSYS的的其他分分析一样样，也要要进行相相应的单单元选择择。ANNSYSS软件提提供了1100种种以上的的单元类类型，可
10、可以用来来模拟工工程中的的各种结结构和材材料，各各种不同同的单元元组合在在一起，成成为具体体的物理理问题的的抽象模模型。坝坝体用PPLANNE42单元元来模拟拟。大多数单单元类型型都有关关键选项项（KEEYOPPTS），这这些选项项用以修修正单元元特性。例例如，PPLANNE42有如如下KEEYOPPTS：KEYOOPT(2) 包含或或抑制过过大位移移设置KEYOOPT(3) 平面应应力、轴轴对称、平平面应变变或考虑虑厚度的的平面应应力设置置KEYOOPT(5) 解解输出控控制设置单元元以及其其关键选选项的方方式如下下：命令：EETKEYOOPTGUI：MaiinMeenu Prreprroc
11、eessoor Eleemennt TTypee AAdd/Ediit/DDeleete图5-11 GUUI图形形界面过过滤4定义单单位结构分析析只有时时间单位位、长度度单位和和质量单单位三个个基本单单位，则则所有输输入的数数据都应应当是这这三个单单位组成成的表达达方式。如如标准国国际单位位制下，时时间是秒秒（s），长长度是米米（m），质质量是千千克（kkg），则则导出力力的单位位是kggm/ss2（相当当于牛顿顿N），材材料的弹弹性模量量单位是是kg/ms2（相当当于帕PPa）。命令：/UNIITS5、定义义材料属属性大多数单单元类型型在进行行程序分分析时都都需要指指定材料料特性，AANSY
12、YS程序序可方便便地定义义各种材材料的特特性，如如结构材材料属性性参数、热热性能参参数、流流体性能能参数和和电磁性性能参数数等。ANSYYS程序序可定义义的材料料特性有有以下三三种：（1）线线性或非非线性。（2）各各向同性性、正交交异性或或非弹性性。（3）随随温度变变化或不不随温度度变化。因为进行行坝体抗抗震性能能分析时时，ANSSYS默默认谱分分析将忽忽略材料料非线性性，因此此，坝体体抗震性性能分析析模型采采用弹性性模型，只只需要定定义坝体材料料属性中中：容重重、弹性性模量、泊泊松比。命令：MMPGUI：Maiin MMenuuPrreprroceessoorMMateeriaal PPro
13、ppsMMateeriaal MModeels 或 Maain MennuSSoluutioonLLoadd Sttep OpttsOOtheerCChannge Matt PrropssMaaterriall Moodellsu 坝体静力力分析时时可考虑虑材料的的非线性性，但进进行抗震震性能分分析时，需需要将非非线性参参数：内内摩擦角角和内聚聚力删除除。5.2.2 建立模模型和划划分网格格创建好物物理环境境，就可可以建立立模型。在在进行坝坝体抗震震性能分分析时，需需要建立立模拟坝坝体的PPLANNE822单元。在在建立好好的模型型指定特特性（单单元类型型、选项项和材料料性质等等）以后后，就可
14、可以划分分有限元元网格了了。通过GUUI为模模型中的的各区赋赋予特性性：1、选择择MaiinMMenuu PPrepproccesssor Meeshiing Meesh Atttribbutees Picckedd Arreass2、点击击模型中中要选定定的区域域。3、在对对话框中中为所选选定的区区域说明明材料号号、实常常数号、单单元类型型号和单单元坐标标系号。通过命令令为模型型中的各各区赋予予特性：ASELL（选择择模型区区域）MAT （说明明材料号号）TYPEE（指定定单元类类型号）u 建立大坝坝模型时时，坝体体和地基基是赋予予不同材材料属性性，本文文只进行行坝体抗抗震性能能分析。u 进
15、行大坝坝3-DD模拟分分析时，用SOLID65模拟混凝土单元和SOLID45模拟岩石单元的，2-D模拟分析时，只需用一个PLANE42单元就可以。5.2.3 施加加约束和和荷载在施加边边界条件件和荷载载时，既既可以给给实体模模型（关关键点、线线、面）也也可以给给有限元元模型（节节点和单单元）施施加边界界条件和和荷载。在在求解时时，ANNSYSS程序会会自动将将加到实实体模型型上的边边界条件件和载荷荷转递到到有限元元模型上上。重力坝抗抗震性能能分析中中，主要要是给坝坝体底部部施加自自由度约约束。命令：DD作用在重重力坝上上的荷载载包含水水压力、冰压力、泥沙压力、地震力及坝体自重荷载等。(1)自自
16、重荷载载。由坝坝体体积积和材料料的容重重算出。(2)静静水压力力。作用用在坝面面上的静静水压力力可根据据静水力力学原理理计算，分为水平力及垂直力。 水平力力： (55-1)垂直力： (5-22) 式中：为为水容重重，H11代表上上游水深深，n代表上上游坝面面坡度系系数。同理可求求得下游游坝面的的总静水水压力的的水平向向分力及及垂直分分力。(3)扬扬压力。重重力坝坝坝体混凝凝土或浆浆砌石砌砌体不是是绝对不不透水的的，它们们的表面面及内部部存在着着无数微微小的孔孔隙，坝坝基岩石石本身孔孔隙虽然然很少，但但是也存存在着节节理、裂裂隙。重重力坝建建成挡水水后，在在上下游游水位差差的长期期作用下下，上游
17、游的水将将通过这这些孔隙隙及坝体体和坝基基的接触触面、坝坝基的节节理裂隙等等向下游游渗透，从从而使得得坝体内内和坝底底面产生生渗透水水压力。(4)动动水压力力。在溢溢流面上上作用有有动水压压力，坝坝顶曲线线和下游游面直线线段上的的动水压压力很小小，可忽略不不计。只只计算反反弧段上上的动水水压力。(5)冰冰压力。在在寒冷地地区水库库表面冬冬季结成成冰盖，当当气温回回升时，冰冰盖发生生膨胀，因因而对挡水建筑筑物上游游面产生生冰压力力。(6)泥泥沙压力力。水库库蓄水后后，入库库水流挟挟带泥沙沙，逐年年淤积在在坝前，对对坝面产产生泥沙沙压力。(7)浪浪压力。浪浪压力与与风速和和水库吹吹程有关关，但在在
18、荷载中中所占比比重较小小，通常常忽略。(8 )地震荷荷载。主主要是由由建筑物物质量引引起的地地震惯性性力、地地震动水水压力和和动土压压力。5.2.4求解解 1.静静力求解解首先对重重力坝进进行静力力求解：在ANNSYSS程序根根据现有有选项的的设置，从从数据库库获取模模型和载载荷信息息并进行行计算求求解，将将结果数数据写入入到结果果文件和和数据库库中。得得到坝体体在静力力荷载作作用下的的位移场场与应力力，了解解坝体在在设计条条件下的的工作形形态，对对混凝土土重力坝坝方案的的可靠性性进行评评价评价价大坝命令：SSOLVVEGUI：Maiin MMenuuSooluttionnSoolvee Cu
19、urreent LS2.动力力分析求求解由于地震震时的地地面运动动以水平平方向为为主，在在地震力力作用下下结构的的振动也也以水平平振动为为主，故故本次分分析只考考虑了水水平方向向的地震震载荷的的作用。对重力坝抗震性能计算分析可以采用以下几种方法：1)拟静静力法拟静力法法是一种种把地震震的影响响用一种种折算的的静载荷荷来表示示，求出出这种地地震荷载载后，按按照常规规的静力力法进行行坝体的的各项应应力、位位移的抗抗震分析析方法。它它是假定定地震时时与地面面加速度度相同的的加速度度作用在在坝体各各部位，求求出地震震时的惯惯性力，然然后根据据惯性力力来评价价大坝的的安全性性。根据拟静静力分析析方法，大
20、大坝的水水平地震震惯性力力可简化化为：( 5-3 )式中：水平平向地震震系数，为地面面最大水水平加速速度代表表值与重重力加速速度的比比值；综合合影响系系数，重重力坝取取为1/4；地震震惯性力力系数；产生生惯性力力的建筑筑物的总总重量。采用拟静静力法计计算重力力坝的地地震作用用效应时时，水深深h处的地地震动水水压力的的代表值值的计算算：( 5-4 )式中：作用用在直立立迎水坝坝面水深深h处的动动水压力力代表值值；水平平向地震震加速度度的代表表值，地地震烈度度为8时时对应的的值是00.2gg；地震震作用效效应折减减系数，除除另有规规定外，取取0.225；水深深h处的地地震动水水压力分分布系数数；水
21、体体质量密密度的标标准值；水总总深度。与水平面面夹角为为的倾斜斜迎水坝坝面，按按公式(5-4)计算的的动水压压力代表表值乘以以折减系系数：( 5-5 )2)反应应谱分析析法反应谱分分析法是是以单质质点弹性性体系在在实际地地震过程程中的反反应为基基础，来来进行结结构反应应的分析析，它通过过反应谱谱巧妙地地将动力力问题静静力化，使使得复杂杂的结构构地震反反应计算算变得简简单易行行。按照照这一理理论，应应用地震震谱曲线线，就可可以按照照实际地地面运动动来计算算建筑物物的反应应。反应谱谱是单点点弹性体体系对于于实际地地面运动动的最大大反应和和体系自自振周期期的函数数关系。对对于复杂杂的结构构可以简简化
22、为若若干振型的的叠加，每每个振型型又可转转化为一一个单质质点来考考虑。使使用已经经确定的的设计反反应谱计计算重力力坝在地地震作用用下的反反应，就就归结为为寻求坝坝体的自自振特性性。地震产生生的破坏坏，与受力大大小和受频谱谱的最大大振动的的持续时时间的都都有关系系。在进进行谱分分析计算算前，首首先要计计算大坝坝的自振振特性。模模态分析析用于确确定结构构的振动动特性，即即结构的的固有频频率和振振型，它它们是结结构承受受动态荷荷载设计计中的重重要参数数，也是是更详细细的动力力分析的的基础。模态分析析计算中中采用了了子空间间迭代法法提取模模态。水水深h处的地地震动水水压力的的作用按按公式(5-6)转化
23、为为相应的的坝面附附加质量量。( 5-6 )根据如图图5-22所示的的大坝设设计的反反应谱曲曲线图，可可得大坝坝反应谱谱曲线方方程：( 5-7)图5-22 大坝坝设计反反应谱本次重力力坝抗震震性能分分析中，取值为2，取值为0.2，特征周期取值为0.2S。3)时程程分析法法时程分析析方法是是将地震震动记录录或人工工波作用用在结构构上.直接对对结构运运动方程程进行积积分，求求得结构构任意时时刻地震震反应的的分析方方法，所所以动态态时程分分析方法法也称为为直接积积分法。u 本次大坝坝抗震性性能实例例分析采采用反应应谱分析析方法。5.2.5 后处理理 后处处理的目目的是以以图和表表的形式式描述计计算结
24、果果。对于于大坝抗抗震性能能分析中中，进入入后处理理器后，查查看大坝坝变形图图和节点点的位移移和应力。通通过研究究大坝的的变形、位位移和应应力情况况，来综综合判断断大坝的抗震性性能及安安全性能。命令：POSST1GUI： MaainMMenuu GGeneerall Poostpproccu 首先查看看大坝静静力分析析求解结结果，再再查看大大坝动力力分析求求解结果果。5.3 ANSSYS重重力坝抗抗震性能能实例分分析5.3.1实例例介绍图5-33 重力力坝断面面结构实例选取取应用非非常广泛泛的重力力坝，断断面结构构如图55-3所示。坝坝高1220米，坝坝底宽为为76米米，坝顶顶为100米，上上
25、游坝面面坡度和下下游坝面面坡度如图中中所示。因为重力力坝结构构比较简简单，垂垂直于长长度方向向的断面面结构受受力分布布情况也也基本相相同，并并且大坝坝的纵向向长度远远大于其其横断面面，因此此大坝抗抗震性能能分析选选用单位位断面进进行平面面应变分分析是可可行的。大坝抗震震性能分分析的计计算条件件如下：1） 假设大坝坝的基础础是嵌入入到基岩岩中，地地基是刚刚性的。2） 大坝采用用的材料料参数为为：弹性性模量EE=355GPaa，泊松松比=00.2，容容重=225KNN/。3） 计算分析析大坝水水位为120米。4） 水的质量量密度110000kg/。5） 大坝设防防地震烈烈度为88，水平平方向地地震
26、加速速度值为为0.22g。5.3.2GUII操作方方法5.3.2.11 创创建物理理环境1)在【开开始】菜菜单中依依次选取取【所有有程序】/【ANNSYSS10.0】/【ANNSYSS Prroduuct Lauunchher】，得得到“10.0ANNSYSS Prroduuct Lauunchher”对话框框。2）选中中【Fiile Mannageemennt】，在在“Worrkinng DDireectoory”栏输入入工作目目录“D:anssysexaamplle5-1”，在“Jobb Naame”栏输入入文件名名“Damm”。3）单击击“RUNN”按钮，进进入ANNSYSS10.0的G
27、GUI操操作界面面。4）过滤滤图形界界面：MMainn Meenu Prrefeerenncess，弹出出“Preeferrencces forr GUUI FFiltteriing”对话框框，选中中“Strructturaal”来对后后面的分分析进行行菜单及及相应的的图形界界面过滤滤。5）定义义工作标标题：UUtillityy Meenu Fiile Chhangge TTitlle，在在弹出的的对话框框中输入入“Dammseiismiic Annalyysiss”，单击击“OK”，如图图5-4。图5-44定义工工作标题题6）定义义单元类类型：a.定义义PLAANE442单元元：Maain
28、Mennu Preeproocesssorr EElemmentt Tyype Addd/EEditt/Deelette，弹弹出一个个单元类类型对话话框，单单击“Addd”按钮。弹弹出如图图5-5所示对对话框。在该对话框左面滚动栏中选择“Solid”，在右边的滚动栏中选择“Quad 4node 42”，单击“Apply”，就定义了“PLANE42”单元。图5-55 定义义PLAANE442单元元对话框框 b.设设定PLLANEE42单元元选项：Maiin MMenuu PPrepproccesssor Ellemeent Typpe Addd/Eddit/Delletee，弹出出一个单单元类型
29、型对话框框，选中中“Typpe 22 PLLANEE42”，单击击“Opttionns”按钮，弹弹出一个个“PLAANE442 eelemmentt Tyype opttionns”对话框框，如图图5-6所示。在在“Eleemennt bbehaavioor KK3”栏后面面的下拉拉菜单中中选取“Plaane strrainn”，其它它栏后面面的下拉拉菜单采采用ANNSYSS默认设设置就可可以，单单击“OK”按钮。图5-66 PPLANNE42单元元库类型型选项对对话框u 通过设置置PLAANE442单元元选项“K3”为“Plaane strrainn”来设定定本实例例分析采采取平面面应变模模
30、型进行行分析。因因为大坝坝是纵向很很长的实实体，故故计算模模型可以以简化为为平面应应变问题题。7）定义义材料属属性执行Maain Mennu Preeproocesssorr MMateeriaal PPropps Matteriial Moddelss，弹出出“Deffinee Maaterriall Moodell Beehavviorr”对话框框，如图图5-7所示。图 5-7 定义义材料本本构模型型对话框框 在图55-7中右边边栏中连连续双击击“Strructturaal Linnearr EllastticIsootroopicc”后，又又弹出如如图5-8所示“Linnearr Iss
31、otrropiic PPropperttiess foor MMateeriaal NNumbber 1”对话框框，在该该对话框框中“EX”后面的的输入栏栏输入“3.5E110”，在“PRXXY”后面的的输入栏栏输入“0.22”，单击击“OK”。再在在选中“Dennsitty”并双击击，弹出出如图55-9所示“Dennsitty ffor Matteriial Nummberr 1”对话框框，在“DENNS”后面的的栏中输输入边坡坡土体材材料的密密度“25000”，单击击“OK”按钮。图 5-8 线弹弹性材料料模型对对话框 图 5-9材料密密度输入入对话框框5.3.2.2 建立立模型和和划分网
32、网格1）创建建大坝线模模型a.输入入关键点点：Maain Mennu Preeproocesssorr MModeelinng CreeateeKeeypoointtsIIn AActiive CS，弹弹出“Creeae Keyypoiintss inn Acctivve CCooeedinnatee Syysteem”对话框框，如图图5-10所示。在在“NPTT keeypoointt nuumbeer”栏后面面输入“1”，在“X，YY，Z Loccatiion in acttivee CSS”栏后面面输入“（0，00，0）”，单击“Apply”按钮，这样就创建了关键点1。再依次重复在“NP
33、T keypoint number”栏后面输入“2、3、4、5”，在对应“X，Y，Z Location in active CS”栏后面输入“（76，0，0）、（15.6，104.1，0）、（15.6，120，0）、（5.6，120，0），最后单击“OK”按钮。图5-110 在当当前坐标标系创建建关键点点对话框框b.创建建坝体线模模型：MMainn Meenu Prreprroceessoor Moddeliing CrreatteLLineesSStraaighht llinee，弹出出“Creeae strraigght linnes”对话框框，用鼠鼠标依次次点击关关键点11、2，单单击“
34、Appply”按钮，这这样就创创建了直直接L11，同样样分别连连接关键键点“2、33”，“3、44”，“4、55”，“5、1”，最后后单击“OK”按钮，就就得到坝坝体线模模型，如如图5-11所示。图5-111坝体线模模型2）创建建坝体面模模型a.打开开关键点点编号显显示：UUtillityy Meenu PllotCCtrlls Nummberringg，弹出出“Ploot NNumbberiing Conntrools”对话框框，如图图5-112所示示。选中中“Keyypoiint Nummberrs” 选项项，后面面的文字字由“offf”变为“on”,单击击“OK”关闭窗窗口。图5-112
35、 打开开关键点编号对对话框b.创建建坝体面面模型：Maiin MMenuuPrreprroceessoorMModeelinngCCreaateAreeasArbbitrraryyThhrouugh KPss，弹出出一个“Creeatee Arrea by Keyypoiintss”对话框框，在图图形中选选取关键键点1、22、3、44和5，点点击“Appply ”按钮，就就得到坝坝体模型型的面模模型，如如图5-13所示。图5-113坝体面模模型3）划分分坝体单单元网格格 a.设设置网格格份数：Maiin MMenuuPrreprroceessoorMMeshhinggSiize Cnttrls
36、sMaanuaalSiizeLayyerssPiickeed LLinees，弹弹出一个个“Sett Laayerr Coontrrolss”对话框框，如图图5-114所示示，用鼠鼠标选取取线L11，单击击“OK”按钮。弹弹出一个个“Areea LLayeer MMeshh Coontrrol on Picckedd liiness”对话框框，如图图5-115所示示，在“No of linne ddiviisioon”栏后面面输入“20”，单击击“OK”按钮。 图图5-114 选选取线对对话框 图55-155 设置置网格分分数对话话框相同方法法设置线线L2分分割份数数为322；设置置线L33、
37、L44和L55线的分分割份数数分别为为6、44、400。b.划分分单元网网格：MMainn MeenuPreeproocesssorrMeeshiingMesshAAreaaFrree，弹弹出一个个拾取面面积对话话框，拾拾取图形形中面，单单击拾取取框上的的“OK”按钮，得得到坝体体模型单单元网格格，如图图5-16所示示。4)保存存坝体单单元网格格Utillityy Meenu Fiile Saave as，弹弹出一个个“Savve DDataabasse”对话框框，在“Savve DDataabasse tto”下面输输入栏中中输入文文件名“damm-grrid.db”，单击击“OK”。图5-
38、116 坝坝体单元元网格图5-117 给给坝体底底部施加加位移约约束对话话框5.3.2.3 施施加约束束和荷载载 1）给给坝体模模型底部部施加位移移约束执行Maain MennuSSoluutioonDeffinee LooadssAppplyySttruccturralDissplaacemmenttonn Noodess，弹出出在节点点上施加加位移约约束对话话框，用用鼠标选选取隧道道模型两两侧边界界上所有有节点，单单击“OK”按钮。弹弹出“Appply U,RROT on Noddes”对话框框，如图图5-17所示示，在“DOFFS tto bbe cconsstraaineed”栏后面面
39、中选取取“ALLL DOOF”，在“Appply as”栏后面面的下拉拉菜单中中选取“Connstaant vallue”，在“Dissplaacemmentt vaaluee”栏后面面输入“0”值，然然后单击击“OK”按钮。2）施加加重力加加速度：Maiin MMenuuSooluttionnDeffinee LooadssAppplyySttruccturralIneertiiaGGravvityy，弹出出“Appply(Graavittatiionaal)AAcceelerratiion”对话框框，如图图5-118所示示。在“Glooball Caarteesiaan YY-coomp”
40、栏后面面输入重重力加速速度值“9.88”就可以以，单击击“OK”按钮，就就完成了了重力加加速度的的施加。图5-118 施施加重力力加速度度对话框框 3)施施加水压压力载荷荷：Maain MennuSSoluutioonDeffinee LooadssAppplyySttruccturralStrructtureeonn Liiness，弹出出一个对对话框，用用鼠标选选中线LL5，单单击“OK”。弹出“Appply PREES oon llinees”对话框框，如图图5-119所示。分分别输入入数据“0”和“110013770”，单击击“OK”按钮，就就完成了了水压力力载荷的的施加。图5-119
41、 施施加水压压力载荷荷对话框框u 本次加的的荷载是是水深为为1200米时作作用在坝坝上的水水压力，迎迎水面波波度是887度。5.3.2.4 求求解1.静力力分析求求解1)求解解设置a.指定定求解类类型：MMainn MeenuSollutiionAnaalyssis TyppeNNew Anaalyssis，弹弹出一个个如图55-20所示对对话框，在在“Typpe oof aanallysiis”栏后面面选中“Staaticc”，单击击“OK”按钮。图5-220指定求求解类型型对话框框b.设置置载荷步步：Maain MennuPPrepproccesssorLoaadsAnaalyssis T
42、yppeSSoln CConttrolls，弹弹出一个个“Sollutiion Conntrools”对话框框，用鼠鼠标单击击“Bassic”选项，如如图5-21所所示，在在“Nummberr off Suubsttepss”栏后面面输入“5”，在“Maxx noo. oof ssubsstepps”栏后面面输入“1000”，在“Minn noo. oof ssubsstepps”栏后面面输入“1”，单击击“OK”按钮。图5-221设置置载荷步步对话框框 c.设置线线性搜索索：Maiin MMenuuSooluttionnAnnalyysiss TyypeSolln Conntrools，弹弹
43、出一个个“Sollutiion Conntrools”对话框框，用鼠鼠标单击击“Nonnlinnearr”选项，如如图5-22所所示，在在“Linne ssearrch”栏后面面下拉菜菜单选中中“ON”，单击击“OK”。2）静力力求解a.求解解：Maain MennuSSoluutioonSSolvveCCurrrentt LSS，弹出出一个求求解选项项信息和和一个当当前求解解载荷步步对话框框，检查查信息无无错误后后，单击击“OK”，开始始求解运运算，直直到出现现一个“Sollutiion is donne”的提示示栏，表表示求解解结束。b.保存存求解结结果；UUtillityy Meenu
44、Fiile Saave as，弹弹出一个个“Savve DDataabasse”对话框框，在“Savve DDataabasse tto”下面输输入栏中中输入文文件名“Damm-sttatiic.ddb”，单击击“OK”。图5-222设置线线性搜索索对话框框图5-223 设置置模态分分析选项项对话框框2.抗震震性能分分析求解解1）模态态分析求求解a.设置置分析类类型：MMainn MeenuSollutiionAnaalyssis TyppeNNew Anaalyssis，弹弹出一个个如图55-200所示对对话框，在在“Typpe oof aanallysiis”栏后面面选中“Moddal”，
45、单击击“OK”按钮。b.设置置模态分分析选项项：Maain MennuSSoluutioonAAnallysiis TTypeeAnnalyysiss Opptioons，弹弹出一个个如图55-233所示对对话框，在在“Modde eextrracttionn meethood”栏后面面选中“Sunnspaace”，在“No. off moodess too bee exxtraact”栏后面面输入“18”，在“Exppandd moode shaapess”后面小小方框用用鼠标选选中，单单击“OK”按钮，又又弹出一一个“Sunnspaace Moddal Anaalyssis”对话框框，如图
46、图5-224所示，按按图中设设置后，单击“OK”按钮。图5-224 模态态分析求求解时子子空间设设置对话话框图5-225 模态态求解选选项信息息c.模态态分析求求解：MMainn MeenuSollutiionSollveCurrrennt LLS，弹弹出一个个模态求求解选项项信息（如如图5-25所示）和和一个当当前求解解载荷步步对话框框，检查查信息无无错误后后，单击击“OK”，开始始求解运运算，直直到出现现一个“Sollutiion is donne”的提示示栏，表表示求解解结束。d.保存存求解结结果；UUtillityy Meenu Fiile Saave as，弹弹出一个个“Savve DDataabasse”对话框框，在“Savve DDataabasse tto”下面输输入栏中中输入文文件名“Damm-moodall.dbb”，单击击“OK”。