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大型地下洞室抗震分析及ANSYS二次开发

作　者: 刘连民
导　师: 毕继红
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 抗震等价粘弹性本构模型 ANSYS二次开发大型地下洞室有限元
分类号: TU93
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 510次
引　用: 2次
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内容摘要

当前,有限元软件的功能已日臻完善, CAD/CAE ( Computer Aided Design/Engineering)技术在现代工业技术改造和高新技术发展中具有重要的地位和作用,有限元分析等方法及软件在CAD技术中的重要性是不容忽视的。本文本着将力学和计算数学研究的最新成果与计算机相结合目的,在研究算法的同时发展计算力学软件,以扩展与增强既有软件的求解能力。本文工作以大型通用有限元软件ANSYS为基础进行了二次开发,在ANSYS中实现了等价粘弹性本构模型。为解决小语种学生和工程师在学习和使用有限元软件上存在的困难,提供了基于ANSYS开发语言Message Catalog机制对ANSYS进行汉化的标准方案和内嵌于ANSYS的汉化工具。分析并总结了ANSYS各二次开发语言在ANSYS中的编译与调用执行机理,对关键GUI控件编程进行了基础性描述,以期为ANSYS有限元软件的二次开发提供有力的帮助与参考。在此基础上针对海南工程特大断面地下洞室项目进行了抗震分析。为提高模拟精度,采用了粘—弹性人工边界,分析研究了结构在地震过程中的位移响应及衬砌内力。并与D-P本构模型的分析结果比较,得出了一些有益的结论,可为此类工程设计与施工提供参考。对既有迭代方案的迭代控制变量的数值进行了分析,提出加快收敛策略,减少了迭代次数,节省了大量机时。

全文目录

中文摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第一章绪论  6-11
  1.1 概述  6-7
  1.2 历史地震中地下空间结构的震害现象  7-8
  1.3 地下空间结构抗震研究现状  8-9
  1.4 本文研究的主要内容  9-11
第二章土—结构动力相互作用有限元模拟  11-24
  2.1 土的动应力—应变关系概述  12-15
  2.2 等价粘弹性模型  15-18
  2.3 动力分析的基本理论  18-19
  2.4 有限元模拟基本理论  19-24
    2.4.1 平面应变问题八结点等参数单元简介  20-24
第三章 ANSYS的二次开发研究  24-47
  3.1 ANSYS二次开发平台分析  25-26
  3.2 ANSYS二次开发环境  26-27
    3.2.1 对Windows系统的软硬件要求  26-27
    3.2.2 本机配置  27
  3.3 ANSYS界面编程  27-42
    3.3.1 顶菜单及关联对话框设计  29-32
    3.3.2 主菜单及关联对话框设计  32-36
    3.3.3 工具条、工具栏及关联对话框设计  36-39
    3.3.4 界面编程实例（ANSYS汉化）  39-42
  3.4 ANSYS功能性编程（动力本构模型）  42-44
  3.5 文件说明及程序代码注释格式约定  44-47
    3.5.1 有关文件简要说明  44-45
    3.5.2 程序代码注释格式约定  45-47
第四章大型地下洞室抗震分析实例  47-62
  4.1 工程概况与模型参数  47-48
  4.2 地震波的选择  48-50
  4.3 模型计算分析  50-58
    4.3.1 体系的动力响应分析  52-57
    4.3.2 迭代控制的改进  57-58
  4.4 等价粘弹性模型与D-P模型结果的对比分析  58-62
第五章结论与展望  62-65
  5.1 结论  62-64
  5.2 展望  64-65
参考文献  65-67
发表论文和科研情况说明  67-68
致谢  68

大型地下洞室抗震分析及ANSYS二次开发

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