科创中国
一种拱坝全坝体的等效应力分析方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-10-08 22:01:50
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 董娇 | 2023-10-08 22:01:50
本发明成果公开了一种拱坝全坝体的等效应力分析方法，属于水电站拱坝设计技术领域，提供一种可实现快速计算处理的拱坝全坝体的等效应力分析方法，包括如下步骤：步骤一、开展拱坝应力有限元计算；步骤二、建立拱梁网格；步骤三、计算拱梁网格节点的几何参数；步骤四、插值得到拱梁网格节点的应力；步骤五、计算等效应力。针对拱坝设计中复杂计算模型大量计算工况和方案得到的有限元计算成果。
本发明所述的分析方法通过在有限元计算成果数据的基础上采用拱梁网格作为插值网格，将插值网格中的节点作为后续等效应力计算的节点，以实现快速、实用且稳定的等效应力分析计算，切实解决拱坝设计中有限元成果定量评判的问题。
各文献及其提到的各种拱坝有限元等效应力法，从各角度对拱坝等效应力进行了理论研究和分析，已在拱坝等效应力研究领域取得重大进展，甚至在各个研究个案中都取得了成功，但是上述各种研究所采用的有限元等效应力法目前为止，均没有广泛应用到实际工程设计中。导致目前在拱坝设计中出现一种比较尴尬的局面，一方面有限元法大量用于拱坝设计，用于体形设计、结构受力、基础处理和整体稳定分析等方面，同时由于应力集中现象的存在，在实际计算结果中几乎都会导致坝踵、坝趾等角缘部位的拉应力超过“规范一”中的应力控制标准等情况；另一方面，“规范一”中明确要求有限元等效应力法，学界也提供了等效应力计算的各种方法，但就是未被工程界广泛采用。
、针对拱坝设计中复杂计算模型大量计算工况和方案得到的有限元计算成果，本发明所述的分析方法通过在有限元计算成果数据的基础上采用拱梁网格作为插值网格，将插值网格中的节点作为后续等效应力计算的节点，以实现快速、实用且稳定的等效应力分析计算，切实解决拱坝设计中有限元成果定量评判的问题。[0033] 2、本发明通过进一步对等效应力进行后期数据处理，可实现等效应力计算成果的图形化显示，方便工程设计人员进行及时判断并调整设计。
本成果提供可与《混凝土拱坝设计规范》配套实施的一种切实可行并易于推广的拱坝全坝体的等效应力分析方法。在实际工程中具有广泛的应用场景。
本团队由中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司张敬等50余名专家、工程师组成，团队累计获得40余项资质证书；50多项专有技术、170多项国家与行业标准、600多项国家级省部级奖项、1800多项国家专利，遍布全球近60个国家和地区的700多个工程，不仅拥有四个国家级研发机构，还建设12个高端科创中心。团队荣获四川省政府，国家级颁发的奖项多个。目前团队在水利水电工程领域拥有深厚的技术积累和成果，这些研究与工程实践为大坝的设计、施工奠定了技术基础。截至目前，团队的技术成果已在全国乃至世界多项工程中得以应用。
该发明提出的一种拱坝全坝体的等效应力分析方法，相比较于传统方法，更能直观切实并且能推广，同时更加科学。本项技术研发过程中累计投入30余万元，直接产生经济效益500余万元。在当前基础上，未来将在本发明成果的基础上进一步完善。
本技术基于国家发明专利——一种拱坝全坝体的等效应力分析方法，通过工程实践，证明了该方法相较于传统方法，不仅更科学更真实，在当前基础上，将持续对该方法进行完善。
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