一、一种在水工结构分析中应用的空间杆块过渡单元（论文文献综述）
于振云[1]（2021）在《补偿收缩对水工面板混凝土阻裂性能影响的研究》文中提出水利水电工程是解决国家“十四五”提出的“碳达峰”和“碳中和”目标的重要措施之一,其中,面板堆石坝作为其主流坝型之一,其需求与发展也将会迎来一个高速发展期。混凝土面板,作为面板堆石坝的防渗结构,属于典型的薄型长条状结构,极易在施工阶段或运行初期产生裂缝。这些裂缝的存在,不仅导致混凝土面板的渗水,而且会显着加速环境中有害离子向混凝土内部的迁移或软水侵蚀下混凝土内部钙离子的溶出等,加剧混凝土面板的劣化程度,降低混凝土面板堆石坝的使用寿命。因此,针对面板混凝土的抗收缩开裂措施的研究愈发重要且迫切。本文主要基于补偿收缩和减缩减裂的理论及方法,结合其水化特性、孔结构和钙矾石（AFt）的显微结构,系统地研究不同影响因素对水工面板混凝土补偿收缩效应和抗约束开裂性能的影响,旨在为实现水工混凝土阻裂性能提供技术支撑和理论依据。论文主要研究内容如下:（1）基于两种钙矾石型膨胀剂,结合其水化特性、孔结构和AFt的显微结构,分析了两种膨胀剂对基体自生收缩、干燥收缩和圆环约束收缩开裂的影响。试验结果表明:钙矾石的显微结构和分布情况对基体的收缩开裂性能有重要的影响,其中,钙矾石为细长针状时,会相互搭接形成“三维”网状结构,约束早期膨胀效应的体现,但同时会形成“预压应力”,补偿干燥收缩并降低开裂风险。而短柱状钙矾石,主要呈现“一维”定向分布,利于早期膨胀效应的体现,但不利于干燥收缩和圆环约束收缩开裂。（2）基于优选的钙矾石型膨胀剂,研究其掺量和养护机制不同对基体补偿收缩效应的影响。试验结果表明:在密封养护和预浸泡-干燥养护下,基体的补偿收缩效应大小基本随膨胀剂掺入量的增加而增大,但干燥养护反而会降低收缩补偿效应。这主要和不同养护机制下基体内部AFt的显微结构和分布情况以及结构密室程度有关。在干燥养护下,水分的快速散失降低了针状AFt的结晶生长速度,导致其晶体尺寸小。此外,AFt多分布在水化产物的孔隙间,不能继续形成良好的“网状”骨架,基体内部疏松的结构也不利于AFt膨胀效应的体现。（3）基于优选的钙矾石型膨胀剂,研究其和PP纤维复合对基体自生收缩、干燥收缩、塑性收缩开裂和圆环约束收缩开裂的影响。试验结果表明:CSA和PP纤维在基体抗收缩和抗开裂性能上具有良好的协同效应,促使基体不产生开裂。这主要和PP纤维及钙矾石分布的“三维”网状结构对钙矾石产生的约束效应有关,该约束效应会将自生收缩阶段的部分膨胀能转变为对基体的“预压应力”,从而降低后期干燥阶段的有效收缩应力,以此提高基体的抗收缩开裂的能力。（4）基于优选的钙矾石基膨胀剂,研究其和减缩剂复合在不同养护机制下对基体补偿收缩效应的影响。试验结果表明:密封养护和干燥养护下,CSA和SRA复合在补偿收缩效应上体现出良好协同效应。SRA主要通过降低孔溶液的表面张力来降低干燥收缩应变;CSA主要通过钙矾石的补偿收缩效应和5-50 nm孔体积含量降低的双重影响来降低干燥收缩应变;CSA和SRA的复合对干燥收缩的降低是上述三种作用的综合影响的结果。SRA减少了1 d内CSA膨胀剂生成钙矾石的含量,其后钙矾石晶体继续生长,变得更加细长,利于形成良好的“三维网状”结构,在早期膨胀阶段可在其内部形成“预压应力”,从而对后期干燥收缩起到更好的补偿效应。（5）研究了OPC-CSA水泥净浆体系中粉煤灰和矿渣掺量对电阻率、干燥收缩和质量损失率的影响。试验结果表明:相比于矿渣,粉煤灰的掺加利于降低干燥收缩,但提高了体积电阻率和质量损失率;同时,利于早期膨胀效应的体现,利于补偿干燥收缩。电阻率和干燥收缩之间呈现出自然对数函数关系,为将来水工面板混凝土采用电阻率预测干燥收缩提供了前期研究基础。
赵萌萌[2]（2021）在《基于BIM与ANSYS的闸门井结构应力分析与配筋研究》文中指出“BIM+”因其与其它技术相结合所发挥的巨大优势,在互联网、建筑、地理环境等领域已得到广泛应用,但在水工结构领域的应用仍处于初级阶段。因此,本文依托目前闸门井在施工、结构、配筋等方面的研究,基于BIM+有限元分析,提出BIM智能化创建模型的思想,并结合ANSYS分析了钢筋参数对井筒强度的影响,以此完善闸门井的研究方向和内容,主要内容及成果如下:（1）以BIM技术为平台,通过Revit二次开发完成闸门井模型的智能化创建。（2）以闸门井为研究对象,对闸门井各构件进行了应力分析,得出井筒的最大应力位于井筒与井座的接触部分,井座的最大应力位于闸门孔位置,渐变段的最大应力位于圆端截面上部最外层的边缘位置。（3）研究钢筋间距和钢筋直径对井筒整体变形强度的影响,在满足最小配筋率和钢筋配筋规范两者的前提下,得出当钢筋直径一定时,选择小的钢筋间距,对井筒的整体变形影响较小;当钢筋间距一定时,选择大的钢筋直径,对井筒的整体变形影响较小。
陈峻[3]（2021）在《基于p型有限元法的水工平面钢闸门特征值屈曲分析研究》文中研究说明p型有限元法的数学理论基础已经完整建立,其误差估计和收敛性证明也已得到,为p型有限元法在工程实践中的应用提供了坚实的基础。已经有少量研究将p型有限元法应用于各类工程实践领域,但很少研究考虑应用p型有限元法来解决结构稳定性分析问题。通常采用传统的h型有限元法来进行稳定性校核计算,如特征值屈曲分析,但h型有限元法进行特征值屈曲分析时收敛速度相对较慢。p型有限元法通过升阶谱的方法来提高数值解的计算精度,同时获得指数级的收敛率。因此,采用p型有限元法能够更加有效地处理特征值屈曲分析问题。本文主要对p型有限元法在水工平面钢闸门特征值屈曲分析中的应用进行了研究,首先求解在对应荷载条件和约束条件下的线性系统,再将广义的特征值问题转化为标准特征值问题,然后用Lanczos迭代进行特征值求解。p型有限元法求解线性问题可以获得较高精度的应力场,并且在单元数一定的情况下随着插值多项式阶数p的增加,数值解迅速收敛,可以尽可能的减少网格数量,为后续特征值问题的求解减少计算量;此外,p型有限元法计算应力应变时对网格质量的要求较低,前处理较少。实际工程中的特征值屈曲分析问题通常是对大型的线性方程组进行计算分析,线性方程组的系数矩阵通常很大并且较稀疏,Lanczos迭代法可以较好地处理稀疏矩阵的计算,在大型工程结构问题上有较好地运用效果。本文通过对薄板、含长圆形孔薄板以及加劲板的特征值屈曲分析计算,与理论计算公式及其余文献计算结果对比来验证p型有限元法计算特征值屈曲问题时的有效性及数值结果的计算精度;再通过p型有限元法对实际工程中的水工平面钢闸门进行特征值屈曲分析,校验钢闸门的整体稳定性,研究钢闸门在什么情况下会发生屈曲失稳,为今后工程实际的设计安装,施工建设以及运营维护管理提供一定的依据。计算结果表明,p型有限元法在进行特征值屈曲分析时具有前处理少、网格划分少、计算精度高、收敛速度快等优点;并且可以无需通过细分网格来适应曲面边界,使单元数量大幅减少;还可以通过提高插值多项式阶数来提高计算精度,获得指数级收敛率的数值解,具有较好的研究前景和应用价值。
余雨润[4]（2020）在《混凝土受荷开裂的细观数值模拟研究》文中研究表明混凝土材料的多相非均质特性规律探究一直是当下土木工程领域研究的热点之一,尤其是在细观层次上将混凝土看作为骨料颗粒、砂浆基质和界面层组成的三相复合材料,结合数值模拟的分析方法来研究混凝土内部微裂纹、孔隙率和其它初始缺陷对混凝土材料整体力学性能的影响。着重研究细观层面上其内部结构的变化,来判断和预测混凝土宏观层面上的断裂损伤行为,这对优化混凝土材料的相关力学性能有着不可小觑的作用。本文从细观数值模型的角度,三相材料的弹性模量等基本力学参数通过实验确定,验证了数值模拟的结果与实验结果的高度吻合性,反映了数值模拟中混凝土试件的整个损伤断裂过程,并适当修改模型参数变量以探究内部材料属性变化对混凝土的宏观性能影响。本文还研究了数值模型单元划分的效率问题,结合等效化单元的思想,将传统随机骨料模型转化为单元等效化模型,对ABAQUS子程序进行二次开发并编写出SDV7损伤变量输出模块,通过模型单轴拉伸和单轴压缩的结果比较,研究了不同模拟方法的优缺点。现将主要的研究工作内容总结如下:（1）介绍并探讨了损伤力学和断裂力学的基本概念和应用及其相互之间的联系,阐述了基于等效化思想的等效弹性模量计算模型和双折线损伤模型。（2）将蒙特卡罗思想和方法运用在随机骨料模型的骨料分布中,编写了MATLAB程序语言并实现了骨料的随机生成和随机投放,并对生成的骨料进行后处理,最终生成具有界面层的三相随机骨料几何模型。（3）结合《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011制备了不同尺寸的净砂浆试件和混凝土试件,进行轴压破坏试验并计算得出弹性模量等力学性能参数,旨在为后续数值分析提供模型参数并对比模拟结果。（4）运用对失效单元进行删除的方法,分别建立随机骨料模型和单元等效化模型进并行了混凝土标准试件的单轴拉伸和单轴压缩数值模拟,研究了混凝土界面层强度、界面层厚度、界面孔隙率和砂浆基质强度对混凝土试件的整体力学性能影响,此外本文还研究并模拟了三点弯曲混凝土梁在细观尺度下的损伤断裂模拟。（5）对ABAQUS的子程序进行了二次开发,并编写了SDV7损伤变量输出模块程序,得出的SDV7变量云图与实验结果,以及其它数值方法模拟的结果吻合良好,且该损伤变量输出模块兼具随机骨料模型和等效化模型的优点,达到了尽可能形象地表现出裂缝发展形态的目的,同时也提高了结果云图的输出效率。
赵志娟[5]（2019）在《新型MCPSO平台结构分析及动力特性研究》文中进行了进一步梳理我国海上有大量边际油田,油气储量颇丰,是未来海上油气开发的重要方向。边际油田的投资风险高,开发难度比常规油田大,对开采设施和管理方式的经济性能要求高。采用传统开发模式进行边际油田开采,存在较高的投资风险。因此,新型海上边际油田开采装备的研究对边际油田的开采意义重大。本文针对边际油田的开采,提出了一种新型多筒式混凝土生产储卸油平台（MCPSO平台）,该平台集钻井、修井、生产储存及外输为一体。储罐为混凝土外罐和钢质内罐混合且相互隔离的形式。MCPSO平台采用筒型基础定位,实现了平台的可搬迁和自安装。基于三维势流理论和离散法研究了MCPSO平台波浪载荷特点,发现MCPSO平台波浪载荷在低频海况和百年一遇随机海况对浪向均不敏感。高频情况下,由于受到MCPSO平台外形的影响,水平波浪载荷随浪向的改变而改变。分析MCPSO平台月池内流体的运动特性及其对波浪载荷的影响。发现当波浪频率远离月池内流体运动固有频率时,月池有效的屏蔽了波浪载荷的作用,保证了月池内钻井设备工作环境稳定。当入射波浪频率接近月池活塞运动固有周期时,平台的垂荡和纵摇波浪载荷受月池内流体运动影响明显。研究了多筒结构波浪载荷特性,结果表明多筒结构与单筒结构相比波浪载荷明显降低,接长杆对局部波浪载荷具有一定的遮蔽作用。建立MCPSO平台有限元模型,进行结构强度分析,研究MCPSO平台在不同波浪载荷和装载情况下的应力分布特点和规律,分析了影响内罐和外罐不同位置应力分布的主导因素。结果发现内外罐隔离的形式使得混凝土外罐受力特点明确。研究了MCPSO桩套筒和顶板的应力分布特点。分析不同工况下混凝土外罐应力水平较高的区域,以及入射波浪方向和海况对MCPSO平台高应力区的影响。发现沿波浪入射方向,储罐连接位置附近混凝土结构的拉应力始终较大。基于CFD算法研究了多筒结构在地震载荷作用下动水压力,发现多筒结构总动水压力中惯性力占主导地位,验证了采用Mac Camy-Fuchs绕射理论和算法计算多筒结构动水压力的精度。建立了MCPSO平台地震响应分析模型,考虑动水压力和装载工况的影响,分析了地震载荷作用下MCPSO平台的自振特性和地震响应。通过模态分析和瞬态动水力分析,研究平台在地震载荷作用下的自振特性和地震响应特点。结果表明,MCPSO平台沿水平方向的刚度基本相同,MCPSO平台在三向地震载荷作用下以水平响应为主。地震载荷作用下,平台底部的混凝土结构容易产生受拉开裂现象。接长杆的顶部和底部Von Mises应力较高。综上所述,本文工作提出了一种新型边际油田多筒平台,对于平台的动力特性进行了分析,得到了平台波浪载荷分布特点和结构应力分布规律。考虑地震作用,得到了地震引起的动水压力,以及地震作用下平台不同位置的应力分布规律,指出了结构易发生损伤的高应力区域,本文工作为平台的后续研究奠定了重要的理论基础。
徐增衍[6]（2019）在《基于性能的进水塔结构有限元分析》文中研究表明进水塔作为一种水工建筑物,其外形结构、边界条件、受力情况都非常复杂。其通常采用薄壁空腹式结构,以钢筋混凝土材料建于近岸水库内,其顶部通过工作桥连接在河岸上,四周被水的压力包围,在抗地震性能方面要求较高。本设计将上述各项因素结合考虑,充分运用科学的计算方法完成了进水塔的结构分析。本论文针对进水塔结构分析当前的发展状况、结构静动力分析理论、有限元法及相关理论作了系统化的论述。充分运用拟静力法、反应谱法的计算对进水塔结构在地震力作用下的动力响应作了进一步的分析。本论文使用MIDAS建立了进水塔结构的三维模型,通过绘图、计算模块将有限元参数输入模型中并进行有限元计算,利用后处理模块得出节点应力与位移的数据,对该结构各个部位所承受的应力及截面应力、位移等值线图作了细致的观察,结果表明:该进水塔结构在侧壁与底板连接处出现最大主应力值,该处比较危险,建议做相关加固措施;用有限元方法与经验算法对地基应力做了比较,计算结果表明:手算结果是偏于安全保守的且两者差别不大,反应了有限元方法的简便快捷与可行性;最后通过对进水塔结构的静力分析和动力分析来评价进水塔结构的稳定状态,得出结论:本结构横截面几乎没有随高度变化而变化,结构无较大的形状突变且由于结构自身厚度较大,因而结构刚度较大,整体结构偏向安全。
黄可达[7]（2019）在《基于Revit API的水工混凝土结构钢筋信息管理平台开发研究》文中认为随着计算机技术的不断深入发展,建筑信息建模（Building Information Modeling,BIM）技术以其可视化和高度的信息集成化的优点在工程建设领域中得到了迅速推广和普及。然而,BIM技术在水利水电工程中的应用还主要停留在概念设计和翻模阶段,模型精细度普遍不高,设计和施工还是采用传统的二维图纸,这就违背了BIM正向设计的初衷。当前,BIM技术的应用在水利水电工程中遇到的困境,归根结底为BIM软件的本土化问题。目前主流的BIM核心建模软件均为国外企业开发,且服务的对象主要为建筑业,因而与水利水电工程的制图规范存在诸多的不兼容。为了实现BIM软件与我国水利水电工程制图规范的兼容性,同时提高BIM软件在水利水电工程设计、施工、造价管理等方面的效率,本文以Autodesk Revit软件为基础,针对水工BIM模型中的钢筋混凝土结构开发了水工混凝土结构钢筋信息管理平台。本文首先探讨了水利水电工程的特点,指出了水利水电工程混凝土结构设计中钢筋制图与建筑行业以及国外规范的不同点,通过深入研究Revit软件使用方法和Revit文档结构,提出了通过Revit API接口开发出一套符合《水利水电工程制图标准》的水工结构钢筋信息管理插件的可行性,并实现了以下功能:（1）钢筋信息管理的本地化:将Revit内置的钢筋分类改为符合中国制图规范的表示方法;去除了规范中已淘汰的钢筋种类;（2）钢筋图绘制的标准化:利用插件绘制符合中国规范的钢筋标注;钢筋算量及一键快速生成Revit钢筋明细表并导出到Excel表格;（3）钢筋现场管理的信息化:帮助现场人员更好的查询和管理钢筋。通过本插件的开发,将大大提高在水利水电工程混凝土结构设计和施工中应用BIM技术的效率,从而实现BIM技术在水利水电行业中更好的推广和应用。
徐轶[8]（2017）在《水工混凝土工程力学特性的细观力学分析研究》文中进行了进一步梳理水工混凝土材料在现代水利水电工程建设中占有极其重要的地位。深刻认识水工混凝土的力学行为及工程特性,对于高混凝土坝真实工作性态分析及其安全评价具有重要意义。混凝土结构变形、损伤和断裂等非线性力学特性与其细观尺度材料组成的强非均匀性（即骨料、浆体、界面过渡区和缺陷等组成的多相复合结构）密不可分。相比于传统试验手段,细观力学分析方法在开展混凝土材料复杂工程力学特性的预测,揭示全级配混凝土与湿筛试件之间的强度差异规律,分析温度、荷载作用下细观微裂缝萌生、发展、贯通及扩展过程等方面,具有独特优势。发展混凝土细观力学分析方法,研究混凝土材料（尤其是全级配混凝土材料）的复杂力学特性及损伤断裂机理,已经成为国内外工程界、材料学界和固体力学界的前沿问题。本文致力于应用和发展细观力学分析方法,从细观尺度研究水工混凝土变形、徐变、损伤、断裂等力学特性。通过生成与实际混凝土材料相似的细观多相复合模型,采用力学理论和数值分析方法研究混凝土细观结构与宏观力学特性之间的联系。主要研究成果如下:（1）介绍了混凝土细观力学分析方法在细观模型建立、细观组分力学参数试验研究、基于细观模型的宏观力学性能预测以及细观尺度混凝土损伤断裂数值模拟等方面的国内外研究现状,总结已有研究中存在的若干关键技术问题,并提出本文的主要研究内容。（2）发展了细观尺度混凝土三维建模技术,包括高含量多级配骨料的生成与高效投放、孔洞或微裂缝等初始缺陷的模拟以及细观模型的可视化;同时,可对混凝土内部结构直接进行实际尺寸的有限元网格划分,形成含骨料、砂浆、界面过渡区及缺陷等多相组分的精细化模型。该法整体建模效果较好,基本可满足混凝土细观力学数值仿真的需求,为后续的研究奠定重要基础。（3）建立了基于三维细观力学模型预测全级配混凝土等效热弹性力学性质的数值试验体系。对混凝土等效弹性模量、热传导系数和热膨胀系数的预测结果与一些试验结果或理论分析结果吻合较好,证实数值试验的合理性和可靠性。同时,数值试验的分析结果表明,混凝土等效力学性质的表征体积单元（RVE）约为最大骨料粒径的3.5-4倍。（4）开展了室内力学试验和细观力学数值仿真的对比研究,探讨骨料特征对混凝土强度的影响和混凝土强度的尺寸效应问题。在此基础上提出了全级配/湿筛混凝土强度折算系数的预测方法,该系数可用于初步评估全级配混凝土的强度。（5）提出了基于非稳态热传导和徐变温度应力分析理论的混凝土细观热力学模型,预测了不同骨料含量混凝土试样的徐变特性。对三级配混凝土试样标准养护过程中早期自约束温度应力的产生进行数值仿真及参数敏感性分析,揭示了早期自约束温度应力的产生机理及主要影响因素。分析结果表明:自约束温度应力的存在可能会导致混凝土内部产生微裂缝等初始损伤,危害结构的承载能力和耐久性。（6）推广了相场断裂模型及其有限元分步求解算法在混凝土细观尺度开裂及裂缝扩展模拟中的应用。模拟结果表明,混凝土在单轴压缩下产生张拉、压剪复合型裂缝,在单轴受拉下则产生张拉型裂缝;细观结构特征（包括骨料、ITZ、初始缺陷等）对混凝土裂缝扩展行为具有重要影响:骨料、ITZ、孔洞和微裂缝的存在容易诱发裂缝产生,且其含量和分布是裂缝起裂位置、扩展路径和裂缝形态等的主要控制因素。最后,总结了论文的主要研究成果,并提出了今后尚待深入研究的若干问题。
张国辉[9]（2017）在《不同水压力环境下混凝土力学特性研究》文中认为混凝土结构常常在不同的水压力环境中服役,一类混凝土结构所处服役环境的水压力较小,如浪溅、降雨以及低水头浸泡等,可视为无压水环境;另一类混凝土结构所处的水环境压力较高,如高坝的局部（坝踵部位）,该服役环境的水压力不可忽略,为高压水环境。不同水压力环境下的混凝土受湿度和孔隙水压力的共同作用,且力学特性存在显着差异,本文基于物理试验和细观力学理论,系统研究了混凝土在无压水和高压水环境下的力学特性变化规律,为混凝土水力劈裂机理研究以及高坝等构筑物的安全评价提供基础。论文工作及结论主要包括以下几方面:（1）运用加热通风干燥方式,设置干燥温度为60、85、105、120、150℃,温度作用方式为持续和间歇循环作用,得到混凝土干燥脱水特性并测定其拉压强度。持续和间歇循环干燥后,混凝土抗压强度随温度的升高,呈先降后升趋势,105℃为转折点,而混凝土劈裂抗拉强度则随干燥温度的升高呈近似线性降低趋势。105℃持续干燥115.5 h后达到完全干燥状态为强度无损且效率适中的干燥工艺。进一步基于热重差热同步分析、电镜扫描、工业CT扫描,分析最佳干燥工艺作用后水化物的形貌特征和混凝土孔隙结构特征以及脱水类型,最终确立不破坏水化物结构且强度无损的最佳干燥工艺,弥补了目前水工混凝土试验规程中关于混凝土干燥控制条件的缺失。（2）基于确定的最佳干燥工艺及自由吸水方法,研究不同强度等级、最大骨料粒径以及试件尺寸的混凝土湿度变化规律,并基于压汞法测定的孔隙结构和多孔材料吸附理论,建立不同相对湿度环境下的混凝土湿度预测模型。基于混凝土湿度变化规律,使3种强度等级混凝土分别达到具有合理湿度梯度的六种湿度状态,并测定不同湿度下的抗压强度、劈裂抗拉强度以及断裂韧度,系统研究了湿度对混凝土力学特性的影响规律,即混凝土拉压强度和断裂韧度均随湿度的增加而降低,且低强度等级混凝土力学特性对湿度具有更强的敏感性。扩大了目前仅干燥与饱和两种湿度状态下混凝土力学性能的研究范围。（3）测定湿态混凝土不同加载速率下的抗压强度和劈裂抗拉强度,单轴压缩加载速率分别为0.05、0.10、0.30、1.00、3.00 MPa/s,劈裂抗拉加载速率分别为0.01、0.03、0.05、0.20、0.50 MPa/s。得到不同湿度和加载速率下的强度变化规律,并研究湿态混凝土动态强度中的湿度效应与率效应的交互影响。湿态混凝土动态强度由湿度损伤效应和率效应的主导地位决定,较低加载速率下,湿度损伤效应会超过率效应的增益效果。（4）测定3种强度等级混凝土在6种不同湿度下的弹性模量,得到湿度对混凝土弹性模量的影响规律,混凝土弹性模量随湿度的增大而增大,且高强度等级混凝土弹性模量对湿度具有更强的敏感性。基于细观力学理论和等效夹杂理论,将混凝土视为由骨料、砂浆、界面以及孔隙组成的四相复合材料,以活性孔隙被水填充的比例表征混凝土湿度状态,运用多步等效法建立湿态混凝土弹性模量预测模型。该模型考虑了骨料级配对混凝土弹性模量的直接影响,并区分了砂浆湿度和界面湿度。依据考虑了湿度影响的等效砂浆弹性模量和等效界面弹性模量,基于ANSYS开展了混凝土细观数值模拟研究,得到湿态混凝土弹性模量的数值模拟值。通过理论模型预测值和细观数值模拟值分别与试验值的对比分析,验证预测模型和细观数值模拟的准确性。（5）基于自主研发的恒定水压加载系统,完全干燥状态的C15、C20、C30混凝土分别在1、2、3 MPa的高孔隙水压力环境下,水压持续作用3、10、24、72、240 h,泄压后测定试件湿度、抗压强度以及劈裂抗拉强度。得到不同高孔隙水压力作用后的混凝土力学特性和内部湿度变化规律。基于压汞法得到混凝土孔隙结构在高孔隙水压力作用前后的变化规律。基于不同湿度下混凝土强度变化规律,将湿度损伤和水力劈裂损伤分解,得到水力劈裂的独立损伤效应,为高孔隙水压作用下混凝土破坏机理研究奠定基础。
苏立钢[10]（2017）在《考虑支臂稳定的弧形钢闸门结构拓扑优化研究》文中研究表明弧形钢闸门因其水流顺畅、埋件少,启闭力小、运行灵活等优点,在水利水电工程中得到了广泛的应用。弧形钢闸门属于复杂的空间结构,规范中建议的结构布置形式是依据传统经验确定的,而没有考虑整体结构全局优化,导致弧形闸门支臂失稳破坏与结构材料浪费并存。随着拓扑优化理论和计算机技术的不断发展,拓扑优化在各行各业中的应用也越发广泛,目前拓扑优化在水工弧形钢闸门上的应用,仅局限于二维的拓扑优化,特别是未考虑支臂的稳定性及经济性的约束。因此,依据拓扑优化理论及结构稳定理论对弧形钢闸门进行轻型、稳定的结构布置优化极为必要。研究工作及成果如下:第一,依据连续体拓扑优化理论变密度法,基于通用有限元软件对表孔弧形钢闸门支臂结构进行了三维拓扑优化研究,以单元伪密度为设计变量,刚度最大为目标,体积剩余率为约束条件,惩罚因子为主要控制参数,经过无量纲化的大量表孔弧门支臂结构拓扑优化研究,提出了拓扑优化的Y型支臂结构构型与惩罚因子和体积剩余率的函数关系,据此初拟弧门Y型支臂结构初步构型。第二,尝试将拓扑优化理论、结构稳定理论及结构优化方法相结合,根据初拟拓扑构型建立考虑几何-材料双重非线性的稳定分析模型,并利用能量法进行稳定分析并获得Y型支臂的稳定安全系数,以规范为约束,以单位质量的稳定承载力最大为目标,优化求解得到弧门Y型支臂的最优结构形式。研究表明:第一,在设计水位时闸门关闭和瞬开两种工况下考虑支臂稳定约束的表孔弧门最优拓扑构型均为Y型树状结构;其中正常挡水时分叉点到支铰点的距离为弧门半径的0.355倍,瞬开时为0.443倍。第二,弧门支臂最优拓扑构型主要由惩罚因子和体积剩余率决定。惩罚因子决定Y型支臂形状,即惩罚因子越大分叉点越靠近门叶;体积剩余率决定着Y型支臂各截面的尺寸。应用本文方法,以某工程表孔弧形闸门为例计算表明瞬开为控制工况,通过与原设计结构进行对比,正常挡水时拓扑优化使支臂结构总重减小18.84%,瞬开时拓扑优化使支臂结构总重减小13.43%。
二、一种在水工结构分析中应用的空间杆块过渡单元（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种在水工结构分析中应用的空间杆块过渡单元（论文提纲范文）
（1）补偿收缩对水工面板混凝土阻裂性能影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.2 混凝土面板裂缝成因及影响因素 |
| 1.2.1 温度变化与体积变形关系 |
| 1.2.2 水分耗散与迁移和收缩变形关系 |
| 1.2.3 约束度与收缩开裂关系 |
| 1.3 混凝土面板收缩调控技术研究现状 |
| 1.3.1 膨胀剂补偿收缩技术 |
| 1.3.2 减缩剂减缩技术 |
| 1.3.3 纤维增强增韧技术 |
| 1.3.4 矿物掺合料 |
| 1.4 电阻率法评判混凝土收缩开裂的研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 钙矾石型膨胀剂类型对混凝土收缩开裂性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.3 膨胀剂类型对力学和收缩开裂性能的影响 |
| 2.3.1 力学性能 |
| 2.3.2 自生收缩 |
| 2.3.3 干燥收缩 |
| 2.3.4 圆环约束收缩开裂 |
| 2.4 膨胀剂类型对补偿收缩机理的影响 |
| 2.4.1 水化特性 |
| 2.4.2 热重分析 |
| 2.4.3 孔结构分析 |
| 2.4.4 显微结构分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 养护状态对钙矾石型膨胀剂补偿收缩效应的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.3 膨胀剂掺量对力学性能的影响 |
| 3.3.1 抗压强度和抗折强度 |
| 3.3.2 砂浆与骨料界面强度 |
| 3.4 养护状态对不同膨胀剂掺量下补偿收缩效应的影响 |
| 3.4.1 密封养护 |
| 3.4.2 干燥养护 |
| 3.4.3 预浸泡-干燥养护 |
| 3.4.4 收缩落差分析 |
| 3.4.5 不同养护状态下补偿收缩效应对比分析 |
| 3.5 补偿收缩机理的分析 |
| 3.5.1 非蒸发水含量 |
| 3.5.2 热重分析 |
| 3.5.3 显微结构分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 纤维对含钙矾石型膨胀剂混凝土收缩开裂性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方案 |
| 4.3 纤维和膨胀剂对力学和收缩开裂性能的影响 |
| 4.3.1 力学性能 |
| 4.3.2 自生收缩 |
| 4.3.3 干燥收缩 |
| 4.3.4 塑性收缩开裂 |
| 4.3.5 圆环约束收缩开裂 |
| 4.4 补偿收缩机理分析及模型建立 |
| 4.4.1 孔结构分析 |
| 4.4.2 显微结构分析 |
| 4.4.3 补偿收缩理论模型建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 减缩剂对含钙矾石型膨胀剂混凝土补偿收缩效应的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验方案 |
| 5.3 膨胀剂和减缩剂对力学性能的影响 |
| 5.4 早期养护状态对膨胀剂和减缩剂补偿收缩效应的影响 |
| 5.4.1 密封养护 |
| 5.4.2 干燥养护 |
| 5.4.3 预浸泡-干燥养护 |
| 5.4.4 收缩落差分析 |
| 5.4.5 不同养护状态下补偿收缩效应的对比分析 |
| 5.5 补偿收缩机理分析 |
| 5.5.1 水化特性 |
| 5.5.2 热重分析 |
| 5.5.3 孔结构分析 |
| 5.5.4 显微结构分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于电阻率的补偿收缩混凝土干燥收缩评价方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.1.1 体积电阻率评估模型 |
| 6.1.2 干燥收缩机理及模型 |
| 6.2 试验方案 |
| 6.3 粉煤灰和矿渣对抗压强度的影响 |
| 6.4 粉煤灰和矿渣对体积电阻率和干燥收缩的影响 |
| 6.4.1 体积电阻率 |
| 6.4.2 干燥收缩 |
| 6.4.3 电阻率和干燥收缩关系 |
| 6.5 机理分析 |
| 6.5.1 孔结构分析 |
| 6.5.2 热重分析 |
| 6.5.3 显微结构分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）基于BIM与ANSYS的闸门井结构应力分析与配筋研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状及发展 |
| 1.2.1 BIM技术研究现状及发展 |
| 1.2.2 闸门井研究现状及发展 |
| 1.3 本文研究内容及主要工作 |
| 第2章 基于BIM的闸门井智能化建模 |
| 2.1 Revit二次开发 |
| 2.1.1 开发工具 |
| 2.1.2 环境配置 |
| 2.1.3 运行插件的三种模式 |
| 2.2 图元分类 |
| 2.3 创建闸门井-BIM智能化模型 |
| 2.3.1 井筒 |
| 2.3.2 井座 |
| 2.3.3 渐变段 |
| 2.3.4 整合模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于ANSYS的闸门井结构应力分析 |
| 3.1 基于BIM模型的有限元模型转换 |
| 3.2 有限元模型前处理工作 |
| 3.3 基于ANSYS的有限元分析 |
| 3.3.1 基本假定 |
| 3.3.2 分析步骤 |
| 3.3.3 荷载及工况 |
| 3.4 计算结果分析 |
| 3.4.1 压缩试验 |
| 3.4.2 仿真模型 |
| 3.4.3 仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于ANSYS的闸门井井筒配筋分析 |
| 4.1 井筒计算 |
| 4.1.1 井筒底端弯矩和剪力 |
| 4.1.2 井筒底端实际弯矩和剪力 |
| 4.2 井筒配筋 |
| 4.2.1 方案设计 |
| 4.2.2 钢筋间距对井筒变形影响 |
| 4.2.3 钢筋直径对井筒变形影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（3）基于p型有限元法的水工平面钢闸门特征值屈曲分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 水工钢闸门稳定性研究的背景 |
| 1.1.2 结构体系屈曲失稳研究的意义 |
| 1.1.3 p型有限元法应用研究的背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 结构屈曲有限元分析研究现状 |
| 1.2.2 水工钢闸门稳定性分析研究现状 |
| 1.3 本文主要研究工作及创新点 |
| 第二章 p型有限元法 |
| 2.1 p型有限元法的发展 |
| 2.1.1 p型有限元法理论及其算法研究进展 |
| 2.1.2 在工程实践领域中的应用研究 |
| 2.2 二维p型有限元法 |
| 2.2.1 平面弹性力学问题 |
| 2.2.2 三角形单元的构造 |
| 2.2.3 四边形单元的构造 |
| 2.2.4 混合函数法的映射 |
| 2.2.5 高阶单元映射 |
| 2.2.6 刚体的旋转 |
| 2.3 三维p型有限元法 |
| 2.3.1 三维弹性力学问题 |
| 2.3.2 三类三维多面体单元的构造 |
| 2.3.3 三维Gauss-Lobatto积分 |
| 2.3.4 三维单元的映射与组装 |
| 2.3.5 三维单元的有限元离散 |
| 2.4 特征值问题的求解 |
| 2.5 能量范数误差的计算 |
| 2.6 p型有限元法的收敛速率 |
| 第三章 Lanczos方法 |
| 3.1 经典的Lanczos方法 |
| 3.1.1 特征值问题的定义 |
| 3.1.2 最小迭代法的计算 |
| 3.1.3 特征值与特征向量关系 |
| 3.1.4 几何解释 |
| 3.2 线性系统与Lanczos方法 |
| 3.2.1 精确解的定义 |
| 3.2.2 近似解的计算 |
| 3.2.3 递归近似解 |
| 3.2.4 Lanczos求解线性问题 |
| 3.2.5 线性静态分析 |
| 第四章 验证算例 |
| 4.1 矩形薄板的特征值屈曲分析 |
| 4.1.1 不同长宽比矩形薄板的临界荷载计算 |
| 4.1.2 含长圆形排水孔矩形薄板的屈曲应力计算 |
| 4.2 加劲板的特征值屈曲分析 |
| 4.2.1 矩形加强筋加劲板的临界荷载计算 |
| 4.2.2 T型加强筋加劲板的屈曲应力计算 |
| 第五章 水工平面钢闸门特征值屈曲分析研究 |
| 5.1 水工平面钢闸门几何模型建立与单元划分 |
| 5.1.1 钢闸门整体结构以及建模几何参数 |
| 5.1.2 钢闸门有限元计算参数 |
| 5.1.3 多种条件下的计算工况 |
| 5.2 能量范数误差的控制 |
| 5.3 临界水头的计算 |
| 5.4 特征值屈曲分析研究 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 发表论文 |
| 国家发明专利 |
| 附录 B 攻读学位期间参与的科研项目 |
| 参与项目 |
（4）混凝土受荷开裂的细观数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 混凝土材料的研究尺度 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 混凝土细观力学模型的研究现状 |
| 1.3.2 混凝土界面过渡区的研究现状 |
| 1.3.3 混凝土细观模拟的发展趋势 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 混凝土细观力学的理论基础 |
| 2.1 混凝土三相材料的基本性能 |
| 2.1.1 骨料相的性能 |
| 2.1.2 砂浆相的性能 |
| 2.1.3 界面过渡区的性能 |
| 2.2 混凝土损伤断裂理论研究 |
| 2.2.1 损伤力学的基本概念 |
| 2.2.2 断裂力学的基本概念 |
| 2.2.3 损伤力学与断裂力学之间的联系 |
| 2.3 损伤断裂力学在混凝土研究中的应用 |
| 2.3.1 损伤力学中的应用 |
| 2.3.2 断裂力学中的应用 |
| 2.4 混凝土的破坏机理和破坏准则 |
| 2.4.1 混凝土的破坏机理 |
| 2.4.2 混凝土的破坏准则 |
| 2.5 混凝土等效弹性模量的计算模型 |
| 2.6 双折线模型下细观单元的损伤本构关系 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 混凝土随机骨料模型的建立 |
| 3.1 混凝土骨料的连续级配理论 |
| 3.2 混凝土随机骨料的生成 |
| 3.2.1 蒙特卡罗法的应用 |
| 3.2.2 骨料颗粒位置坐标的表示方法 |
| 3.2.3 骨料颗粒的数目计算 |
| 3.2.4 骨料位置合理性的判别 |
| 3.3 骨料的投放方法和流程 |
| 3.4 基于MATLAB建立随机骨料模型 |
| 3.4.1 二维随机骨料模型的生成 |
| 3.4.2 三维随机骨料模型的生成 |
| 3.5 混凝土随机骨料模型的初步转化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 混凝土试件的力学性能实验研究 |
| 4.1 实验的材料和设备 |
| 4.1.1 实验的原材料 |
| 4.1.2 实验所需设备 |
| 4.2 实验的过程 |
| 4.2.1 混凝土试件的原材料配合比 |
| 4.2.2 试件的制备与轴压测试 |
| 4.3 实验数据与分析 |
| 4.4 混凝土各相材料力学参数的确定 |
| 4.4.1 水泥砂浆的力学性能参数 |
| 4.4.2 粗骨料的力学性能参数 |
| 4.4.3 界面过渡区的力学性能参数 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 混凝土有限元建模与损伤断裂过程分析 |
| 5.1 有限元基本原理及其分析方法 |
| 5.1.1 等参数单元的力学分析 |
| 5.1.2 有限单元法在本文中的应用 |
| 5.1.3 ABAQUS的有限元分析 |
| 5.2 混凝土随机骨料模型的数值模拟分析 |
| 5.2.1 随机骨料模型受荷状态与边界约束的设置 |
| 5.2.2 随机骨料模型的网格划分 |
| 5.2.3 随机骨料模型下单轴压缩破坏数值模拟 |
| 5.2.4 随机骨料模型下单轴拉伸破坏数值模拟 |
| 5.3 细观模型在等效化单元下的损伤断裂分析 |
| 5.3.1 混凝土三相细观材料力学性能等效化的实现 |
| 5.3.2 最优化细观单元划分在本文中的应用 |
| 5.3.3 等效单元下混凝土单轴压缩破坏数值模拟 |
| 5.3.4 等效单元下混凝土单轴拉伸破坏数值模拟 |
| 5.3.5 两种细观模型下计算效率的初步对比 |
| 5.4 损伤变量输出模块的开发 |
| 5.5 细观结构对混凝土力学性能的影响因素分析 |
| 5.5.1 界面过渡区强度对试件力学性能的影响 |
| 5.5.2 界面过渡区厚度对试件力学性能的影响 |
| 5.5.3 界面过渡区孔隙率对试件力学性能的影响 |
| 5.5.4 砂浆强度对试件力学性能的影响 |
| 5.6 三点弯曲混凝土梁在细观尺度下的损伤断裂模拟 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的论文和取得的学术成果 |
| 一、发表的论文 |
| 二、参与的项目 |
（5）新型MCPSO平台结构分析及动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 边际油气开采模式 |
| 1.3 新型平台的研究现状 |
| 1.3.1 新型平台 |
| 1.3.2 混凝土平台 |
| 1.3.3 筒型基础平台 |
| 1.4 存在的问题 |
| 1.4.1 平台形式问题 |
| 1.4.2 材料选择问题 |
| 1.4.3 基础问题 |
| 1.5 主要研究内容和方法 |
| 第2章 基本理论概述及分析方法 |
| 2.1 波浪描述及波浪载荷 |
| 2.1.1 波浪谱 |
| 2.1.2 波浪载荷分析方法 |
| 2.2 地震载荷作用下的动水压力分析方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 VOF两相流方法 |
| 2.3 地震响应分析方法 |
| 2.3.1 模态分析 |
| 2.3.2 地震反应谱分析 |
| 2.3.3 动力时程分析法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 新型MCPSO平台结构型式研究 |
| 3.1 研究目的 |
| 3.2 目标油田 |
| 3.3 MCPSO平台结构型式 |
| 3.3.1 结构型式 |
| 3.3.2 平台基本尺寸 |
| 3.3.3 舱内液体和平台材料密度 |
| 3.4 MCPSO平台建造场地选择 |
| 3.5 就位状态原油外输 |
| 3.6 MCPSO平台特点和优势 |
| 3.6.1 储罐特点和优势 |
| 3.6.2 平台特点和优势 |
| 3.6.3 筒型基础特点和优势 |
| 3.7 MCPSO平台研究的关键问题 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 MCPSO平台波浪载荷分析 |
| 4.1 波浪载荷分析方法 |
| 4.2 MCPSO平台波浪载荷分析模型 |
| 4.2.1 坐标系定义 |
| 4.2.2 面元模型 |
| 4.3 波浪载荷分析结果 |
| 4.3.1 网格质量分析 |
| 4.3.2 波浪载荷传递函数 |
| 4.3.3 随机海况下MCPSO平台的波浪载荷 |
| 4.4 月池内流体运动特性研究 |
| 4.4.1 经验公式 |
| 4.4.2 数值分析 |
| 4.5 储罐连接位置形状的研究 |
| 4.5.1 储罐连接位置形状特点研究 |
| 4.5.2 对无月池平台波浪载荷的影响 |
| 4.5.3 对有月池平台波浪载荷的影响 |
| 4.6 接长杆对波浪载荷的影响 |
| 4.6.1 接长杆对无月池平台波浪载荷的影响 |
| 4.6.2 接长杆对有月池平台波浪载荷的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 MCPSO平台结构强度分析 |
| 5.1 MCPSO平台结构强度分析方法 |
| 5.2 MCPSO平台数值模型 |
| 5.2.1 MCPSO平台参数化建模流程 |
| 5.2.2 MCPSO平台有限元模型 |
| 5.2.3 材料参数 |
| 5.2.4 环境条件和载荷工况 |
| 5.2.5 波浪载荷施加 |
| 5.3 MCPSO平台内罐应力分布特征 |
| 5.4 MCPSO平台混凝土外罐强度分析 |
| 5.4.1 混凝土外罐强度分析 |
| 5.4.2 混凝土局部分析 |
| 5.4.3 浪向和海况对混凝土外罐的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 MCPSO平台地震作用下的动水压力及响应分析 |
| 6.1 地震波选取 |
| 6.2 地震作用下动水压力研究 |
| 6.2.1 动水压力计算方法 |
| 6.2.2 动水压力数值分析方法 |
| 6.2.3 地震作用下动水压力分析结果 |
| 6.3 MCPSO地震响应数值分析 |
| 6.3.1 MCPSO地震响应数值分析模型 |
| 6.3.2 装载工况和动水压力对地震响应的影响 |
| 6.3.3 MCPSO平台自振特性和地震响应的特点 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A MCPSO平台主尺寸 |
| 发表论文和参与科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）基于性能的进水塔结构有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 工程项目背景与选题的理论和实践意义 |
| 1.2 进水口主要类型介绍 |
| 1.3 国内外研究现状和发展趋势 |
| 1.3.1 拟静力法 |
| 1.3.2 反应谱理论 |
| 1.3.3 有限单元法 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 结构静力分析与动力分析理论依据 |
| 2.1 有限元法理论基础 |
| 2.2 有限元基本概念与基本方程 |
| 2.2.1 离散化和选择单元类型 |
| 2.2.2 位移函数的选择 |
| 2.2.3 定义单元力学性能 |
| 2.2.4 建立单元刚度矩阵 |
| 2.2.5 载荷移置与等效节点载荷 |
| 2.2.6 结构总体刚度方程 |
| 2.2.7 位移边界条件的处理 |
| 2.2.8 应力计算及导出结果的计算 |
| 2.3 拟静力分析 |
| 2.4 结构动力学中的基本理论 |
| 2.4.1 结构动力学分析的平衡方程 |
| 2.4.2 结构动力学分析的阻尼 |
| 2.5 结构动力分析的方法 |
| 2.5.1 模态分析 |
| 2.5.2 方法的选取 |
| 2.6 抗震设计反应谱 |
| 2.7 反应谱法的基本原理 |
| 2.7.1 单自由度体系的地震反应 |
| 2.7.2 多自由度体系的地震反应 |
| 2.8 地震波的选择与输入 |
| 2.8.1 地震波的选择 |
| 2.8.2 地震波的输入 |
| 2.9 地震参数选取 |
| 2.10 MIDAS简介 |
| 2.11 本章小结 |
| 3 工程概况 |
| 3.1 背景资料 |
| 3.2 材料参数 |
| 3.3 计算模型 |
| 3.3.1 计算工况 |
| 3.3.2 计算荷载 |
| 3.4 静力计算结果 |
| 3.5 建立模型 |
| 3.6 结果分析 |
| 3.6.1 应力结果分析 |
| 3.6.2 位移结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 进水塔结构动力响应分析与稳定性计算 |
| 4.1 结构自振周期的计算 |
| 4.1.1 矩阵位移法 |
| 4.1.2 基本自振周期的近似计算法 |
| 4.2 结构自振特性分析 |
| 4.3 动应力分析 |
| 4.4 动位移分析 |
| 4.5 进水塔结构稳定性计算 |
| 4.5.1 进水塔抗滑稳定计算 |
| 4.5.2 进水塔抗倾覆稳定计算 |
| 4.5.3 进水塔抗浮稳定计算 |
| 4.5.4 进水塔地基应力计算 |
| 4.5.5 MIDAS计算结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）基于Revit API的水工混凝土结构钢筋信息管理平台开发研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 文献综述 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方法与技术路线 |
| 1.5.1 研究方法 |
| 1.5.2 研究技术路线 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 REVIT软件及二次开发概述 |
| 2.1 BIM在建筑全生命周期管理中的应用 |
| 2.2 Revit软件概述 |
| 2.2.1 Revit软件的组成 |
| 2.2.2 Revit文件的分类 |
| 2.2.3 Revit的文档结构 |
| 2.3 C#编程语言与.NET框架 |
| 2.3.1 C#编程语言简述 |
| 2.3.2 .NET框架 |
| 2.4 Revit二次开发概述 |
| 2.4.1 Revit API |
| 2.4.2 Revit二次开发工具 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 水利水电工程应用BIM技术的可行性与二次开发的必要性 |
| 3.1 水利水电工程BIM技术应用的现状分析 |
| 3.1.1 水利水电工程BIM技术应用的案例 |
| 3.1.2 水利水电工程BIM应用的困境 |
| 3.2 水工BIM二次开发的必要性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于BIM的水工钢筋信息管理二次开发 |
| 4.1 水工混凝土结构的设计流程 |
| 4.2 水利水电工程制图标准与Revit出图标准在钢筋图中的异同 |
| 4.2.1 水利水电工程钢筋图制图标准的相关规定 |
| 4.2.2 Revit钢筋图制图标准 |
| 4.3 水工钢筋信息管理的二次开发实现 |
| 4.3.1 钢筋元素的获取 |
| 4.3.2 钢筋型号的本地化 |
| 4.3.3 钢筋标注的本地化 |
| 4.3.4 钢筋表的本地化 |
| 4.3.5 钢筋材料表 |
| 4.3.6 导出明细表 |
| 4.3.7 钢筋查询 |
| 4.3.8 混凝土含钢量统计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 水工BIM钢筋信息管理平台应用案例 |
| 5.1 插件集用户界面的构建 |
| 5.2 应用案例 |
| 5.2.0 项目简介 |
| 5.2.1 稳定性验算 |
| 5.2.2 结构计算 |
| 5.2.3 计算工况 |
| 5.2.4 尺寸参数 |
| 5.2.5 计算成果 |
| 5.2.6 BIM算量与传统手工算量的对比 |
| 5.2.7 方案比选 |
| 5.2.8 施工图制作 |
| 5.2.9 结论 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）水工混凝土工程力学特性的细观力学分析研究（论文提纲范文）
| 博士生自认为的创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 混凝土时空演化特性及细观力学方法 |
| 1.2.1 多尺度特性 |
| 1.2.2 时间演化特性 |
| 1.2.3 细观结构组成及特征 |
| 1.2.4 细观力学分析方法 |
| 1.3 细观力学方法研究现状 |
| 1.3.1 混凝土细观力学模型 |
| 1.3.2 混凝土细观力学试验研究 |
| 1.3.3 混凝土宏观力学性能预测研究 |
| 1.3.4 混凝土细观损伤断裂数值模拟研究 |
| 1.4 研究现状总结 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 混凝土精细有限元建模 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 三维空间的骨料投放技术 |
| 2.2.1 骨料颗粒生成 |
| 2.2.2 骨料的随机投放 |
| 2.3 有限元网格划分及ITZ生成 |
| 2.3.1 随机骨料结构网格划分 |
| 2.3.2 界面过渡区生成 |
| 2.4 包含初始缺陷的细观模型生成 |
| 2.4.1 初始孔洞 |
| 2.4.2 初始微裂缝 |
| 2.4.3 初始缺陷的有限元网格处理 |
| 2.5 细观模型的可视化研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 混凝土等效热弹性力学性质预测 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 混凝土细观力学均匀化理论 |
| 3.2.1 均匀化理论 |
| 3.2.2 混凝土等效力学性质的均匀化方法 |
| 3.3 等效热弹性力学性质预测的数值试验体系 |
| 3.3.1 弹性有限元方法 |
| 3.3.2 数值试验体系 |
| 3.4 混凝土等效弹性模量预测 |
| 3.4.1 等效弹性模量数值试验 |
| 3.4.2 等效弹性模量分析结果 |
| 3.5 混凝土等效热力学性质预测 |
| 3.5.1 等效热传导系数数值试验 |
| 3.5.2 等效热膨胀系数数值试验 |
| 3.6 混凝土等效力学性质数值均匀化研究 |
| 3.7 全级配混凝土等效力学性质预测研究 |
| 3.7.1 双尺度算法 |
| 3.7.2 全级配混凝土等效力学性质 |
| 3.8 本章小节 |
| 第4章 骨料特征对混凝土强度的影响 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 骨料对混凝土强度影响的试验研究 |
| 4.2.1 试验设计 |
| 4.2.2 试验内容与试验过程 |
| 4.2.3 试验结果 |
| 4.2.4 试验结果分析 |
| 4.3 混凝土损伤的数值分析方法 |
| 4.3.1 弹性损伤力学方法 |
| 4.3.2 数值模拟验证及适用性研究 |
| 4.4 强度试验模拟及结果 |
| 4.4.1 骨料含量的影响 |
| 4.4.2 骨料形状的影响 |
| 4.4.3 骨料粒径的影响 |
| 4.5 结果的讨论分析 |
| 4.6 本章小节 |
| 第5章 混凝土强度的尺寸效应 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 尺寸效应理论模型 |
| 5.2.1 Weibull尺寸效应理论 |
| 5.2.2 Bazant尺寸效应理论 |
| 5.2.3 Carpinteri尺寸效应理论 |
| 5.3 混凝土尺寸效应试验 |
| 5.3.1 试验内容与过程 |
| 5.3.2 试验结果及分析 |
| 5.4 混凝土尺寸效应的数值模拟 |
| 5.4.1 尺寸效应试验数值模拟 |
| 5.4.2 数值模拟结果 |
| 5.5 全级配/湿筛混凝土强度特性 |
| 5.5.1 全级配/湿筛混凝土性能对比分析 |
| 5.5.2 全级配/湿筛混凝土强度折算系数 |
| 5.6 本章小节 |
| 第6章 水工混凝土早期自约束温度应力 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 基本理论 |
| 6.2.1 非稳态温度场分析 |
| 6.2.2 混凝土徐变应力分析 |
| 6.3 算法及技术路线 |
| 6.3.1 有限元算法 |
| 6.3.2 技术路线 |
| 6.3.3 计算模型及计算参数 |
| 6.4 算法及计算参数验证 |
| 6.4.1 混凝土绝热温升 |
| 6.4.2 混凝土徐变应力 |
| 6.5 混凝土徐变的预测 |
| 6.6 混凝土自约束温度应力仿真分析 |
| 6.6.1 温度计算结果 |
| 6.6.2 应力计算结果 |
| 6.6.3 参数影响分析 |
| 6.7 自约束温度应力影响分析 |
| 6.8 本章小结 |
| 第7章 混凝土细观结构裂缝扩展问题 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 相场断裂模型 |
| 7.2.1 裂缝面弥散化表征 |
| 7.2.2 断裂变分准则 |
| 7.2.3 应变能分解 |
| 7.2.4 控制方程 |
| 7.3 有限元分步求解算法 |
| 7.3.1 相场有限元格式 |
| 7.3.2 位移场有限元格式 |
| 7.3.3 相场断裂模型分步求解 |
| 7.3.4 相场断裂模型算例验证 |
| 7.4 细观力学模型断裂分析 |
| 7.4.1 单骨料模型开裂过程 |
| 7.4.2 随机骨料模型开裂过程 |
| 7.5 细观结构对混凝土断裂特性的影响 |
| 7.5.1 骨料对混凝土断裂特性的影响 |
| 7.5.2 缺陷对混凝土断裂特性的影响 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士论文期间发表或待刊的论文 |
| 攻读博士论文期间参与的主要科研项目 |
| 致谢 |
| 附录A 混凝土细观模型的可视化方法 |
（9）不同水压力环境下混凝土力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 混凝土细观结构与水分存在形式 |
| 1.2.1 混凝土细观结构 |
| 1.2.2 混凝土中的水分 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 不同湿度下的混凝土力学特性研究进展 |
| 1.3.2 不同湿度下的混凝土弹性模量研究进展 |
| 1.3.3 不同高孔隙水压力下的混凝土力学特性研究进展 |
| 1.4 主要内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 混凝土干燥脱水规律与最佳干燥工艺研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 干燥条件对混凝土脱水特性和强度的影响研究 |
| 2.2.1 试验设计 |
| 2.2.2 试验结论及分析 |
| 2.3 最佳干燥前后的混凝土微观结构变化 |
| 2.3.1 热重差热同步分析 |
| 2.3.2 电镜扫描分析 |
| 2.3.3 X-ray三维CT扫描 |
| 2.3.4 超声波波速检测 |
| 2.4 干燥条件对混凝土强度的影响机理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 无压水环境下混凝土湿度变化与力学特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混凝土自由吸水规律研究 |
| 3.2.1 试验设计 |
| 3.2.2 无压水环境下混凝土湿度变化规律研究 |
| 3.3 不同湿度下的混凝土力学特性研究 |
| 3.3.1 试验设计 |
| 3.3.2 湿度对混凝土强度与断裂特性研究 |
| 3.4 湿度对混凝土力学特性的影响机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 湿态混凝土率效应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验设计 |
| 4.3 试验结论及分析 |
| 4.3.1 湿态混凝土动态拉压性能研究 |
| 4.3.2 湿度与加载速率的交互影响规律 |
| 4.4 湿态混凝土的动态强度变化机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 湿态混凝土弹性模量与细观预测模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 湿态混凝土弹性模量试验研究 |
| 5.2.1 试验设计 |
| 5.2.2 试验结论及分析 |
| 5.3 湿态混凝土弹性模量细观预测模型 |
| 5.3.1 复合材料细观等效夹杂理论 |
| 5.3.2 常用的细观理论预测模型 |
| 5.4 湿态混凝土弹性模量细观预测模型构建 |
| 5.4.1 混凝土弹性模量构建思路 |
| 5.4.2 混凝土弹性模量构建过程 |
| 5.5 模型的验证 |
| 5.5.1 细观参数的获取 |
| 5.5.2 混凝土弹性模量预测模型验证 |
| 5.6 湿态混凝土弹性模量的细观数值模拟 |
| 5.6.1 细观数值模型的建立 |
| 5.6.2 计算结果分析 |
| 5.7 湿度对混凝土弹性模量的影响机理 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 高孔隙水压力对混凝土力学特性影响研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 高孔隙水压力作用后的强度变化规律研究 |
| 6.2.1 试验设计 |
| 6.2.2 试验结论及分析 |
| 6.3 高孔隙水压力作用前后的混凝土孔隙结构变化研究 |
| 6.3.1 高孔隙水压力作用前后的超声波波速检测 |
| 6.3.2 高孔隙水压力前后的孔隙结构变化 |
| 6.4 高孔隙水压力作用后的湿度损伤与水力劈裂损伤 |
| 6.4.1 无压与高孔隙水压环境下的湿度变化差异 |
| 6.4.2 湿度损伤与水力劈裂损伤效应的分解 |
| 6.5 高孔隙水压力作用后的混凝土强度损伤机理 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 7.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）考虑支臂稳定的弧形钢闸门结构拓扑优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 水工闸门概述 |
| 1.1.2 弧形闸门的发展史 |
| 1.2 选题依据 |
| 1.2.1 破坏型式及传统设计方法的不足 |
| 1.2.2 弧形闸门的研究现状 |
| 1.3 研究的目的和意义 |
| 1.4 研究方法、思路及主要内容 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 研究思路 |
| 1.4.3 主要工作 |
| 第二章 拓扑优化理论与稳定理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 拓扑优化理论 |
| 2.2.1 拓扑优化理论的发展 |
| 2.2.2 连续体拓扑优化分析方法 |
| 2.2.3 拓扑优化求解算法 |
| 2.2.4 SIMP方法及其实现 |
| 2.3 结构稳定理论 |
| 2.3.1 结构失稳类型 |
| 2.3.2 稳定计算方法 |
| 2.3.3 有限元临界荷载计算方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 关闭工况下考虑支臂稳定的弧形钢闸门拓扑优化设计 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.2 设计步骤 |
| 3.3 设计过程 |
| 3.3.1 弧门支臂的三维拓扑优化 |
| 3.3.2 基于拓扑的弧门支臂结构稳定分析 |
| 3.3.3 关闭工况下考虑支臂结构稳定的弧门拓扑优化 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 瞬开工况下考虑支臂稳定的弧形钢闸门拓扑优化设计 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.2 设计步骤 |
| 4.3 设计过程 |
| 4.3.1 弧门支臂的三维拓扑优化 |
| 4.3.2 基于拓扑的弧门支臂结构稳定分析 |
| 4.3.3 瞬开工况下考虑支臂结构稳定的弧门拓扑优化 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、一种在水工结构分析中应用的空间杆块过渡单元（论文参考文献）
- [1]补偿收缩对水工面板混凝土阻裂性能影响的研究[D]. 于振云. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [2]基于BIM与ANSYS的闸门井结构应力分析与配筋研究[D]. 赵萌萌. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [3]基于p型有限元法的水工平面钢闸门特征值屈曲分析研究[D]. 陈峻. 昆明理工大学, 2021(02)
- [4]混凝土受荷开裂的细观数值模拟研究[D]. 余雨润. 重庆交通大学, 2020(01)
- [5]新型MCPSO平台结构分析及动力特性研究[D]. 赵志娟. 天津大学, 2019(01)
- [6]基于性能的进水塔结构有限元分析[D]. 徐增衍. 华北水利水电大学, 2019(01)
- [7]基于Revit API的水工混凝土结构钢筋信息管理平台开发研究[D]. 黄可达. 华南理工大学, 2019(01)
- [8]水工混凝土工程力学特性的细观力学分析研究[D]. 徐轶. 武汉大学, 2017(06)
- [9]不同水压力环境下混凝土力学特性研究[D]. 张国辉. 西北农林科技大学, 2017(01)
- [10]考虑支臂稳定的弧形钢闸门结构拓扑优化研究[D]. 苏立钢. 西北农林科技大学, 2017(01)