重力坝二维ANSYS模型命令流

1、通过查阅资料可得如下一些具体数据：35#坝段坝顶高程为267. 7m（加高后的高程）， 坝高为76.7m，坝体基本剖面为近似的三角形剖面，上游坝坡为5%，下游坝坡为78%。 从图2.3.2. 1中量测得到以下数据：坝底宽58.57m，坝顶宽11.0m，以及各个连接点 位置相对于坝底上游面点的坐标值。图2. 3. 2.1计算截面图在建立ANSYS模型时，要把坝基包括在内，其尺寸应满足：上、下游坝基的宽度 应为（23）H，H为坝体高度；坝基的深度同样应为（23）H。在本文中坝基的上、 下游宽度和深度均取为2H。则由以上资料可建立模型轮廓如下图。图2. 3. 2. 3坝体材料分区简化图表2. 3.

2、2. 1坝体材料参数表材料编号材料名称容重(KNm3)弹模(GPa)泊松比C523.03120. 17C1023.03160. 17C1523.03200. 17地基26.4150. 25具备了以上的资料，则可以用ANSYS建立模型。建模命令流如下:定义工作文件名、分析类型及相关变量!定义工作文件名!定义工作标题!指定结构分析!预定义上游水深，在后期计算中只更改此数/!定义工作文件名!定义工作标题!指定结构分析!预定义上游水深，在后期计算中只更改此数/TITLE, FengmanDam/COM, Structuralh1=59. 78!进入前处理器!定义单元类型!定义平面应变定义单元类型及材料

3、属性!进入前处理器!定义单元类型!定义平面应变/PREP7ET, 1, PLANE42KEYOPT, 1,3,2!定义1号材料MP, EX, 1, 1. 2E10MP, PRXY, 1,0. 17MP, DENS, 1, 2350 !定义2号材料MP, EX, 2, 1. 6E10MP, PRXY, 2, 0. 17 MP,DENS,2,2350!定义材料弹性模量!定义材料泊松比!定义材料密度!定义3号材料MP, EX, 3, 2. 0E10MP, PRXY, 3,0. 17MP, DENS, 3, 2350!定义4号材料MP, EX, 4, 1. 5E10MP,PRXY,4,0.25MP,

4、DENS, 4, 2640建立模型K, 1, 0, 0, 0!创建关键点K, 2, 58. 57, 0, 0K, 3, 47. 978, 13. 58,0K, 4, 40. 178, 23. 58,0K,5,24.578,43.58,0K,6,11.53,60.31,0K,7,11.53,76.7,0K,8,0.53,76.7,0K,9,0.53,57,0K, 10, 2. 5, 50,0K, 11,2. 179, 43.58,0K, 12, 0. 679, 13. 58,0K, 13, 24. 578, 23. 58, 0K, 14, 0,-153. 4, 0K, 15, 58. 57,-1

5、53. 4, 0K,16,-153.4,0,0K, 17,-153.4,-153.4,0K,18,211.97,0,0K,19,211.97,-153.4,0 1,2!创建直线L, 2,3L,3,4L,4,5L,5,6L, 6,7L, 7,8L, 8,9L, 9, 10L, 10, 11L, 11, 12L, 12, 1L, 12,3L, 13, 4L, 13, 5L, 11,5L, 1, 14L, 14,15L,2,15L,1,16L, 16, 17L, 14,17L,2,18L, 18, 19L, 15,19AL, 1, 2, 13, 12!根据已有线创建平面AL, 13,3, 14, 1

6、5, 16, 11AL, 14, 4, 15AL,16,5,6,7,8,9,10AL, 1, 17, 18, 19AL, 20, 21, 22, 17AL, 19, 25, 24, 23APLOT对面进行网格剖分!划分1号面网格lsel, s, 1!选择线段1lesize, all, 28!设置线段划分数lsel,s,2lesize, all, 6 Isel, s, 13 lesize, all, 24 lsel, s, 12 lesize,all,6 mat, 3 amesh, 1!划分2号面网格 lsel,s,3 lesize, all, 5 lsel,s,14 lesize, all,

7、7 lsel,s,15 lesize, all, 10 lsel,s,16 lesize,all,10 lsel,s,11 lesize,all,15 mat,2 amesh,2!划分3号面网格 lsel,s,4 lesize,all,10 mat,1 amesh,3!划分4号面网格 lsel,s,5 lesize, all, 8 lsel,s,6 lesize,all,8 lsel,s,7 lesize,all,6Isel, s, 8 lesize, all, 10 Isel, s, 9 lesize, all, 4 lsel,s,10 lesize, all, 3 mat, 1 amesh

8、, 4!划分5号面网格 lsel,s,18 lesize, all, 28 lsel, s, 17, 19, 2 lesize,all,20,10 mat,4 amesh,5!划分6号面网格 lsel,s,21 lesize,all,20,10 lsel,s,20,22,2 lesize,all,20,10 mat,4 amesh,6 eplot!划分7号面网格 lsel,s,24 lesize,all,20,10 lsel,s,23,25,2 lesize,all,20,10 mat,4 amesh,7 eplotsave, dam_model, db finish网格剖分及材料分区如图图2

9、图2. 3. 2. 4 ANSYS模型网格剖分及材料分区图加载及求和由于仅有水位资料，所以在加载时仅考虑了静水压力和扬压力两项。静水压力由公 式(2. 3. 2. 1)计算：(2.3.2.1)P = 2 yH 2(2.3.2.1)式中：P单位宽度上的静水压力；y 水的容重，一般取为9. 81kN/m ;H坝前水深。扬压力由上浮力和渗流压力组成。上浮力是由坝体下游水深产生的浮托力；渗流压 力是在上下游水位差作用下，水流通过基岩节理、裂隙而产生的向上的静水压力。扬压 力的计算参考DL 5108-1999混凝土重力坝设计规范，按单排水进行计算，取扬压力 折减系数a为0.25。扬压力分布图如下：图2.

10、 3. 2. 5扬压力分布简图加载命令流如下：/ solu施加边界条件，在坝基上下游面施加水平约束，坝基底面施加竖向约束。csys, 0csys, 0dsys, 0allselnsel, s, loc, x,-153. 4nsel, a, loc, x, 211. 97 nplot d,all,uxallselnsel, s, loc, y,-153. 4nplotd,all,uyallselgplot（6）施加静水压力allseleplotcsys,0dsys,0nsel,s,loc,x,0,2.5nsel, r, loc, y, 0, h1 eplot/psf, pres, norm, 2

11、, 0, 1!设定荷载的梯度sfgrad, pres, 0, y, 0,-!设定荷载的梯度sf, all, pres, h1*9810/ replot施加扬压力csys, 0dsys, 0/psyma, cs, 1allselnsel, s, loc, y, 0nsel, r, loc, x, 0, 8. 6esln,sesel, r, mat, 3, 3, 0, 0eplotsfcum, pres, addsfgrad, pres, 0, x, 0, 0sf, all, pres, 9810*0. 25*h1sfgrad, pres, 0, x, 0,-9810*0. 75*h1/8. 6s

12、f, all, pres, 9810*h1*0. 75/psf,pres,norm,2,0,1/replotallselnsel,s,loc,y,0nsel,r,loc,x,7.6,58.57esln,sesel,r,mat,3,3,0,0eplotsfgrad, pres, 0, x, 58. 57,-9810*0. 25*h1/(58. 57-8. 6) sf,all,pres,/psf,pres,norm,2,0,1/replotallseleplotsave,dam_static_solu,db图2. 3. 2图2. 3. 2. 6施加约束和荷载后的模型ANSYS3 201.3（8）静力求解/ soluallseloutres, all, allautots, onnsubst, 20