[发明专利]一种基于CATIA计算的水闸应力稳定分析方法

说明书

本发明公开了一种基于CATIA计算的水闸应力稳定分析方法，包括建立应力稳定分析计算参数；在CATIA中建立水闸模型或从CATIA已有的水闸模型模板中加载水闸模型；根据荷载类型、荷载位置和荷载计算方式，将荷载计算数值转化为模型体积表达方式，然后分别建立不同荷载的体积模型；通过CATIA测量功能分别对不同荷载的体积模型进行体积测量，得到荷载大小参数并生成荷载体积模型的重心，测量重心与荷载作用面之间距离，生成荷载作用力臂参数；根据传统结构力学及材料力学计算稳定应力的方式进行荷载组合及稳定应力计算，进行参数方程关系的建立；根据水闸稳定应力规范允许值，建立判断函数，对水闸体型是否满足规范要求得出结论。本发明极大的提高了前期水闸体型调整的分析效率。

技术领域

本发明属于水利水电工程技术领域，具体是涉及一种基于CATIA计算水闸应力稳定分析的方法。

背景技术

传统水闸结构应力稳定分析，主要依据结构力学及材料力学方法，使用EXCEL表格通过参数输入及公式编辑进行计算。这种方便计算较为方便，但是对于比较异型的结构或者不规律分布的荷载计算，计算公式十分复杂，同时可能造成较大的误差，而且对不同工程的适应性不强，需要不断调整表格。

对于比较异型的结构或者不规律分布的荷载计算现如今比较精确和常用的方式为使用如ANSYS、ABAQUS、ADINA等有限元软件计算，需要先建立模型然后进行网格划分和函数定义,虽然计算结果比较精确，但模型建立和网格划分十分复杂，而且需要对后期的计算结果进行分析和校核才能够使用，模型的修改和调整都需要重新对网格及约束进行调整，同时对使用者有较高的有限元软件运用能力的要求，对于项目前期方案调整比较频繁的时期，将耗费很大的人力、物力和时间。

发明内容

本发明旨在提供一种基于CATIA计算的水闸应力稳定分析方法，该方法在传统结构力学及材料力学基础之上，结合了CATIA软件强大的参数计算功能及参数测量功能，建立完全依托参数化驱动，建立水闸模型及荷载模型，即使是复杂荷载模型也可通过测量参数功能得到参数进行计算。通过修改基本参数，可完成水闸及荷载模型的修改，能够快速得到水闸应力稳定分析结果，达到了应力稳定分析的荷载分布的可视化效果，极大的提高了前期水闸体型调整的分析效率。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种基于CATIA计算的水闸应力稳定分析方法，包括，

步骤一，建立应力稳定分析计算参数；

步骤二，在CATIA中建立水闸模型或从CATIA已有的水闸模型模板中加载水闸模型；

步骤三，根据荷载类型、荷载位置和荷载计算方式，将荷载计算数值转化为模型体积表达方式，然后分别建立不同荷载的体积模型；

步骤四，通过CATIA测量功能分别对不同荷载的体积模型进行体积测量，得到荷载大小参数并生成荷载体积模型的重心，测量重心与荷载作用面之间距离，生成荷载作用力臂参数；

步骤五，根据水闸不同工况，建立CATIA设计表，控制不同工况下的荷载大小及形式；

步骤六，根据传统结构力学及材料力学计算稳定应力的方式进行荷载组合及稳定应力计算，进行参数方程关系的建立；

步骤七，根据水闸稳定应力规范允许值，建立判断函数，对水闸体型是否满足规范要求得出结论。

进一步，所述步骤一中的应力稳定分析计算参数包括闸墩长度、底板厚度、闸门位置、闸墩厚度、底板长宽、上游灌浆平台宽度、上下游水位、建基面地质参数、泥沙参数、地震参数和扬压力参数。

进一步，所述步骤一中的应力稳定分析计算参数还包括自重、门槽尺寸参数、风荷载参数、浪荷载参数和土压力参数。

进一步，所述步骤三中的体积模型包括自重模型、水荷载模型、扬压力模型、泥沙荷载模型和浪荷载模型。