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基于CATIA的气盾坝坝板参数化建模与静力分析

浏览次数:发布时间:2019/11/27 9:08:07


张 纯,许勇军,包 瑞,周中升

气盾坝是一种新型的水利工程建筑物, 又称为生态气囊支撑坝, 其集合了钢坝闸和综合橡胶坝的优点。气盾坝的结构主要由盾板、充气气囊和控制系统等组成,气囊位于坝板下方,工作时气囊充气,将坝板顶起从而起到挡水的作用。气囊充排气时间短,运行管理简单, 同时坝顶溢流形成的瀑布能够提升生态景观效果, 因此在水工建设中气盾坝的运用已成为一种新的发展趋势[1-2]。

气盾坝坝板的失效及变形会影响整个气动盾形闸门系统的工作,考虑在枯水期对河道进行清淤时,坝板的强度能否承载整备质量为 60 t 重卡的通过。因此对设计后的坝板建立气盾坝坝板结构件有限元模型,采用 CAE 软件对其进行静力分析,验证重卡通过的可行性具有很强的必要性。 研究坝板在承载最大载荷时的结构静力学特性, 获取坝板在承载时的应力、位移等计算结果,对当前结构进行校核以及为后续的改进设计提供依据和理论参考[3-4]。

本文将在 CATIA 机械设计模块中建立的坝板参数化模型,通过尺寸驱动实现坝板快速生成,利用CATIA 软件集成的分析与模拟模块进行静力分析,可实时获取几何模型因结构参数更改带来的分析结果变化,在一定程度上减少了分析校核的工作量。主要流程包含:模型准备(参数化建模、模型简化、添加材料、网格划分)、创建虚件及施加约束、施加载荷、模型检查与网格质量检查、计算与分析,对所建立的几何模型进行计算求解,最后给出相应结论。

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