ansys重力坝建模.docx

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ansys重力坝建模

一、重力坝建模

FINI

/CLEAR,START

/FILNAME,gravityDAM,1!

定义文件名

/PLOPTS,DATE,0

/TRIAD,LBOT

/VIEW,1,1,1,1

/prep7

（1）定义单元材料及实常数

et,1,plane42!

定义单元类型1用于划分网格

et,2,solid65!

定义单元类型2钢筋混凝土，坝体

et,3,solid45!

定义单元类型3实体单元，基岩

mp,ex,1,2.85e10!

定义材料1弹性模量=2.85e10

mp,PRXY,1,0.167!

定义材料1泊松比=0.167

mp,dens,1,2400!

定义材料1密度=2400

mp,ex,2,2.9e10!

定义材料2弹性模量=2.95e10

mp,PRXY,2,0.3!

定义材料2泊松比=0.3

mp,dens,2,2600!

定义材料2密度=2600

（2）画出坝体平面图形

k,1,0,0!

设置关键点1,2,3,4

k,2,155,0

k,3,20,180

k,4,0,180

l,1,2!

连接关键点

l,2,3

l,3,4

l,4,1

al,1,2,3,4!

由已知线生成面

RECTNG,0,20,180,200!

画坝顶矩形

RECTNG,-300,0,-400,0!

坝基左面矩形

RECTNG,0,155,-400,0!

坝基正下方矩形

RECTNG,155,535,-400,0!

坝基右面矩形

RECTNG,-300,535,-400,200!

总矩形

AOVLAP,all!

将面单元进行粘贴布尔操作

nummrg,all!

合并重复元素

numcmp,all

（3）进行网格划分

lsel,s,,,3,5,2!

选择线3,5

lesize,all,,,5!

控制划分单元划分为5段

lsel,s,,,12,13,1

lesize,all,,,2

amesh,3!

划分3号面的网格,坝顶矩形

lsel,s,,,2,4,2!

同理划分1号面的网格，坝身矩形

lesize,all,,,18

lsel,s,,,1

lesize,all,,,5

amesh,1

eplot

lsel,s,,,11!

划分坝体正下方基岩网格

lesize,all,,,5

lsel,s,,,9,10,1

lesize,all,,,8,4!

控制线9,10划分为8份，最后一份比第一份的比值为4

amesh,2

eplot

lsel,s,,,14!

同理划分4号面

lesize,all,,,5,4

lsel,s,,,7

lesize,all,,,8,4

lsel,s,,,6

lesize,all,,,5,0.25

amesh,4

eplot

lsel,s,,,15,16,1!

同理划分5号面

lesize,all,,,8,4

lsel,s,,,8

lesize,all,,,8,0.25

amesh,5

eplot

SAVE

lsel,s,,,4,13,9!

同理划分7号面

LCCAT,all!

合并线4,13

lsel,s,,,19

lesize,all,,,5,4

lsel,s,,,20,21,1

lesize,all,,,20

amesh,7

eplot

lsel,s,,,2,12,10!

同理划分6号面

lccat,all

lsel,s,,,17

lesize,all,,,8,4

lsel,s,,,18,22,4

lesize,all,,,20

amesh,6

Eplot

SAVE

allsel!

选择所有

lsel,r,lcca!

从中选择合并线

ldele,all!

删除选中的合并线

（4）拉伸、镜像生成整个坝体模型

EXTOPT,ESIZE,8,0,!

控制拉伸的单元分数8

type,2!

选择拉伸后单元类型

mat,1!

选择拉伸后单元材料

VEXT,1,3,2,,,-150!

将面1,3沿z轴负方向拉伸150

EXTOPT,ESIZE,8,0,!

同理拉伸2,4,5面生成坝基

type,3

mat,2

VEXT,2,,,,,-150

VEXT,4,5,1,,,-150

allsel!

选择所有面

EXTOPT,ESIZE,5,4,!

控制拉伸的份数为5，最后一份比第一份拉伸方向的尺寸比值为4

EXTOPT,ACLEAR,1!

拉伸后删除源面上的网格

type,3

mat,2

VEXT,1,7,1,,,200!

拉伸1~7面生成侧面基岩

local,11,0,,,-150!

在z轴-150处建立标号为11的局部坐标系

csys,11

DSYS,11

MainMenu>Preprocessor>Modeling>Reflect>Nodes>pickall!

将全部节点沿x-y面镜像生成新节点，节点的标号增量为20000

Menu>Preprocessor>Modeling>Reflect>Elements>UserNumbered,pickall

!

在已生成的节点基础上镜像生成单元，单元标号增量为30000，节点增量为20000

eplot

nummrg,all!

消除空号，使节点连续

numcmp,all!

合并重复项

（5）施加约束及荷载

csys,0

dsys,0

nsel,s,loc,x,535!

选择坝基x轴两侧面的节点施加约束

nsel,a,loc,x,-300

nplot

Mainmenu>Preprocessor>Loads>Definelaods>Apply>Structural>Displacement>Onnodes,pickall，选择UX，ok

nsel,s,loc,z,200!

同理施加z方向上的约束

nsel,a,loc,z,-500

nplot

d,all,uz

nsel,s,loc,y,-400!

施加坝基底面的约束

nplot

d,all,uy

allsel

eplot

SAVE

esel,s,type,,2!

选择单元类型为2的单元，即坝体

eplot

nsel,s,loc,x,0

nsel,r,loc,z,-1.5*200+0.1,-0.1!

选择坝体垂直面上的节点

nsel,r,loc,y,0.1,100-5

!

选择坝体受水压力高度的节点

esln,s!

选择已选节点上的单元

nplot

eplot!

显示单元

/psf,pres,norm,2,0,1!

施加面荷载,压强,垂直压强,打开轮廓线箭头线,打开载荷立即显示

sfgrad,pres,0,y,0,-9810!

控制施加面荷载的梯度，沿y正方向的斜率为-9810

sfe,all,2,pres,,9810*100!

在所选单元施加面荷载，9810*100

allsel!

选择施加下游面荷载

ESEL,S,TYPE,,2!

选择坝体单元

nsle,s!

选择已选择单元上的节点

eplot!

显示单元

local,12,0,155,,,90-53.1301024!

定义局部坐标系12，是一轴沿下游坝面向上

csys,12

/PSYMB,CS,1

DSYS,12

nsel,s,loc,y,0.1,80/sin（0.75）-25!

选择下游施加静水压力的节点、单元

nsel,r,loc,z,-300+0.1,-0.1

nsel,u,loc,x,-1000,-2

esln,s

nplot

eplot

/PSF,PRES,NORM,2,0,1!

施加下游静水压力

sfgrad,pres,0,y,0,-9810

sfe,all,4,pres,,9810*80

/replot

csys,0!

选择坝体半边的底面单元

dsys,0

/psymb,cs,1

allsel

nsel,s,loc,y,0

nsel,r,loc,z,-150+0.1,0.1

esln,s

esel,r,type,,2

eplot

SFCUM,PRES,ADD!

设置荷载为叠加荷载

sfe,all,5,pres,,9810*80!

施加下游水位产生的浮托力

p0=9810*100/（0.9*0.75*200+0.1*200）!

施加上下游水位差产生的渗流压力

sfgrad,pres,0,x,0,-p0

sfe,all,5,pres,,9810*80

/replot

allsel!

选择另外半边坝底单元施加扬压力

nsel,s,loc,y,0

nsel,r,loc,z,-300+0.1,-150-0.1

esln,s

esel,r,type,,2

eplot

*SET,p0,0

sfgrad,pres,0,x,0,-p0

sfe,all,3,pres,,9810*80

*SET,p0,9810*80/（0.9*0.75*200+0.1*200）

sfgrad,pres,0,x,0,-p0

sfe,all,3,pres,,9810*100

SFCUM,PRES,repl

（6）求解及后处理

Allsel

Solve