基于ansys的坞式船闸闸室结构应力有限元分析

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1、密级分类号编号UDC硕士学位论文基于ANSYS的坞式船闸闸室结构应力有限元分析作者姓名：孙超（学号）1241009指导教师姓名：陈昌平第二导师姓名：上官子昌专业名称：港口、海岸及近海工程论文答辩日期年月日学位授予日期年月StressAnalysisofDockingLockChamberStructureBaseusingFEMSoftwareANSYSThesisSubmittedtoDalianOceanUniversityForthedegreeofMasterofEngineeringBySunChaoT

2、hesisSupervisor:Prof.ChenChangpingJune,2015摘要摘要闸室是船闸工程中重要的组成部分，因此闸室结构应力计算的准确性对最后船闸设计的准确性、合理性以及经济性起着举足轻重的作用。本文通过对比传统解析法和有限元软件ANSYS对某土基坞式船闸闸室结构应力的计算结果，针对传统解析法在计算中的局限性，验证有限元软件ANSYS在船闸闸室结构应力计算中的准确性。同时利用有限元软件ANSYS真实模拟船闸闸室结构，找到影响船闸闸室结构应力的关键因素，从而为船闸闸室设计的经济和效率等方面提供参考

3、。本文主要研究工作和结果是：利用传统解析法，计算在各种荷载组合作用下，土基上的坞式船闸闸室的结构应力情况；采用ANSYS大型三维有限元软件建立船闸闸室模型，模拟船闸结构与周围土体相互作用，调整设计参数，对土基上的船闸闸室结构进行计算并分析；对荷载的加载过程笔者编了一套程序，可以较为简单的完成加载任务，并且也可以推行到其他船闸闸室加载过程中去。对有限元法得到的结果以及解析法得到的结果进行对比，验证了有限元软件ANSYS模型建立和计算结构的准确性，并得出解析法在结构计算上的局限性，有限元法在边界条件和实际参数的设定上

4、要比解析法更真实。不过在一些局部或者关键部位，有限元计算结果比较大，这是由于在模型中的某些节点产生应力集中现象；有限元软件ANSYS和传统解析法在最后都得出了相同的结果：该土基上的坞式船闸闸室结构抗滑、抗倾、抗浮稳定性符合设计条件，但是地基承载力在各个工况下均不能符合条件，需要进行地基处理；通过改变土体内摩擦角φ、闸墙背与垂直线的夹角α，闸室自重和填土土压力变化，船闸闸室结构的应力分布变得很均匀，并结合非线性有限元的计算分析结果，结果表明：在土基上的坞式船闸闸室结构，闸室自重和填土的土压力是影响闸室结构应力的重要

5、影响因素。关键词：土基船闸；闸室结构；结构计算；三维有限元；IAbstractAbstractTheshipchamberisanintegralcomponentintheshiplockstructure，theaccuracyincalculationsassociatedwithitsdesignwilldirectlyinfluencethepracticalityandfinalcostoftheproject.Inthisthesis，theprinciple，model，workmethodand

6、resultsarecomparedusingthetraditionalmethodandthe3DFiniteElementMethod(FEM).ThethesisfurtherintroducestheuseofaFEMsoftwareANSYSintermsofitsworkmethodsbyapplyingtoareallifeexampleinPanjin，ShuangtaiziinLiaoningprovinceshiplockupgradeprojectwhichisamodelofdockin

7、glockchamberstructureonsoilbase.Twotypesofdesignmethodsareundertaken，fromwhich，twocalculationmethodsarederivedforthepurposeofcomparison.Theseresearchworkandresultare:Byusingthetraditionalmethod,calculatethestabilityofdockinglockchamberstructureonsoilbasebyusi

8、ngvariousloadcombinationsandkindsofworkconditions.Byusing3DFEMsoftwareANSYS，constructingtheshipchambermodelandtheinteractionbetweentheshiplockanditssurroundingsoils.Theresultsobtainedbyth