[發明專利]一種基于CATIA計算的水閘應力穩定分析方法

有效

• 申請號: 202110449839.3
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113158597B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 段雪彬;房彬;高傳彬;居浩;何建峰;李剛;林芯羽;高樂;邱松
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 張祥軍

本發明公開了一種基于CATIA計算的水閘應力穩定分析方法，包括建立應力穩定分析計算參數；在CATIA中建立水閘模型或從CATIA已有的水閘模型模板中加載水閘模型；根據荷載類型、荷載位置和荷載計算方式，將荷載計算數值轉化為模型體積表達方式，然后分別建立不同荷載的體積模型；通過CATIA測量功能分別對不同荷載的體積模型進行體積測量，得到荷載大小參數并生成荷載體積模型的重心，測量重心與荷載作用面之間距離，生成荷載作用力臂參數；根據傳統結構力學及材料力學計算穩定應力的方式進行荷載組合及穩定應力計算，進行參數方程關系的建立；根據水閘穩定應力規范允許值，建立判斷函數，對水閘體型是否滿足規范要求得出結論。本發明極大的提高了前期水閘體型調整的分析效率。

技術領域

本發明屬于水利水電工程技術領域，具體是涉及一種基于CATIA計算水閘應力穩定分析的方法。

背景技術

傳統水閘結構應力穩定分析，主要依據結構力學及材料力學方法，使用EXCEL表格通過參數輸入及公式編輯進行計算。這種方便計算較為方便，但是對于比較異型的結構或者不規律分布的荷載計算，計算公式十分復雜，同時可能造成較大的誤差，而且對不同工程的適應性不強，需要不斷調整表格。

對于比較異型的結構或者不規律分布的荷載計算現如今比較精確和常用的方式為使用如ANSYS、ABAQUS、ADINA等有限元軟件計算，需要先建立模型然后進行網格劃分和函數定義,雖然計算結果比較精確，但模型建立和網格劃分十分復雜，而且需要對后期的計算結果進行分析和校核才能夠使用，模型的修改和調整都需要重新對網格及約束進行調整，同時對使用者有較高的有限元軟件運用能力的要求，對于項目前期方案調整比較頻繁的時期，將耗費很大的人力、物力和時間。

發明內容

本發明旨在提供一種基于CATIA計算的水閘應力穩定分析方法，該方法在傳統結構力學及材料力學基礎之上，結合了CATIA軟件強大的參數計算功能及參數測量功能，建立完全依托參數化驅動，建立水閘模型及荷載模型，即使是復雜荷載模型也可通過測量參數功能得到參數進行計算。通過修改基本參數，可完成水閘及荷載模型的修改，能夠快速得到水閘應力穩定分析結果，達到了應力穩定分析的荷載分布的可視化效果，極大的提高了前期水閘體型調整的分析效率。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案來實現：

一種基于CATIA計算的水閘應力穩定分析方法，包括，

步驟一，建立應力穩定分析計算參數；

步驟二，在CATIA中建立水閘模型或從CATIA已有的水閘模型模板中加載水閘模型；

步驟三，根據荷載類型、荷載位置和荷載計算方式，將荷載計算數值轉化為模型體積表達方式，然后分別建立不同荷載的體積模型；

步驟四，通過CATIA測量功能分別對不同荷載的體積模型進行體積測量，得到荷載大小參數并生成荷載體積模型的重心，測量重心與荷載作用面之間距離，生成荷載作用力臂參數；

步驟五，根據水閘不同工況，建立CATIA設計表，控制不同工況下的荷載大小及形式；

步驟六，根據傳統結構力學及材料力學計算穩定應力的方式進行荷載組合及穩定應力計算，進行參數方程關系的建立；

步驟七，根據水閘穩定應力規范允許值，建立判斷函數，對水閘體型是否滿足規范要求得出結論。

進一步，所述步驟一中的應力穩定分析計算參數包括閘墩長度、底板厚度、閘門位置、閘墩厚度、底板長寬、上游灌漿平臺寬度、上下游水位、建基面地質參數、泥沙參數、地震參數和揚壓力參數。

進一步，所述步驟一中的應力穩定分析計算參數還包括自重、門槽尺寸參數、風荷載參數、浪荷載參數和土壓力參數。

進一步，所述步驟三中的體積模型包括自重模型、水荷載模型、揚壓力模型、泥沙荷載模型和浪荷載模型。