楔形体水坝有限元分析论文

楔形体水坝有限元分析论文

对水利工程来说，固体力学主要用于工程结构的力学分析。所得的结果（如结构的内力、应力、位移）可作为设计的依据，使工程结构满足安全与经济这两方面的设计要求。力学分析的方法可以根据结构的类型或其简化模型而分别选用。工程上常常遇到的杆件或杆系结构是应用材料力学或结构力学进行力学分析的。例如：重力坝、闸墩等可以简化为杆件，应用材料力学分析它们的应力；对于水电站厂房骨架、闸门梁格系统等杆系结构，则应用结构力学进行内力分析。这样分析只要用简单的数学方法，计算比较方便。对于实体、板和壳等宜用弹性力学进行力学分析。工程结构的简化和力学分析可以有不同的方案。例如：前述的重力坝又可以简化为楔形体而利用弹性力学中的楔形体解答；还可以作为弹性力学的平面问题，应用有限元法或其他数值方法分析坝体应力。板和壳也可以简化为杆系结构，作为结构力学问题进行计算。有些问题的研究要综合应用固体力学的多个分支学科。例如对基础梁的研究就需综合应用结构力学和弹性力学。固体力学在应用中不断发展，随着电子计算机的广泛使用，力学分析和工程设计有效地结合，出现了结构优化设计、计算机辅助设计等新学科。

浅谈大坝建设的利弊分析论文

浅谈大坝建设的利弊分析论文

摘要： 自从有了大坝后，它便成为水利工程的主角，在防洪灌溉方面发挥了巨大的作用。但是，伴随着巨大利益的同时，还存在众多危害：改变环境，生态恶化等等。本文就大坝建设的利与弊，发表下个人见解。

关键词：大坝；建设；利弊；分析

水坝建设是最能唤起人类激情的工程之一，更是人类意志和创造力登峰造极的表现。水坝是一项集发电、灌溉、航运、防洪为一体的综合利用工程。工业化以后，特别是发明电以后，利用水力发电造福人类，更是一度成为人类文明进步的象征。如我国由于季风性气候，暴雨集中，时常有洪涝灾害发生，从总体上讲，淡水资源十分缺乏。随着经济的发展和社会用水需求的增长，要解决我国的水资源短缺，措施之一就是必须建设一批大型蓄水水库，增加各流域汛期的蓄洪能力，从而增加水资源的可利用程度。

（一）大坝的建设的益处

1，就三峡大坝为列，它是综合治理长江中下游防洪问题的一项关键性措施。并兼有发电、航运、灌溉、供水和发展库区经济等巨大的综合经济效益，对加快我国现代化进程，提高综合国力具有重要意义。首先，大坝的建设可以解决水资源短缺的问题。以我国为例，由于季风性气候，暴雨集中，尽管时常有洪涝灾害发生，而从总体上讲，淡水资源十分缺乏。随着经济的发展和社会用水需求的增长，要解决我国的水资源短缺，措施之一就是必须建设一批大型蓄水水库，增加各流域汛期的蓄洪能力，从而增加水资源的可利用程度。纵观历史，世界上任何一个发达国家，如果没有特殊环境形成的'天然水资源充足保证，几乎无一例外的必须依靠水坝蓄水来解决其水资源供应问题。三峡坝顶高程185米，最大坝高175米。水库正常蓄水位175米，总库容393亿立方米，对周边省区的水资源短缺的情况起到了缓解作用。

2，大坝给社会主义建设提供了源源不断的能源保障。目前，我国已面临着能源危机。煤，天然气，石油的剩余可采储量正在逐渐降低，如果按目前的消费速度，在一百多年以后将会枯竭。所以，要实现人类社会的可持续发展，必须转变能源结构，发展可再生能源。尽管风能、太阳能发电技术具有更广阔的发展前景，但是，按照现有的技术水平，风力和太阳能等其他可再生能源发电技术还不能满足大规模的社会需求。当前，全世界上大约20%的电力是来自水电，而其他可再生能源的发电的比重还很小。水电是目前唯一一种技术上比较成熟的、可以进行大规模开发的可再生能源，具有很大的社会价值。

3，大坝的建设对防洪具有重大的意义。长江流域是中华民族的发祥地之一。流域内资源丰富，土地肥沃，特别是中下游地区，是中国城市和人口最为密集、社会和经济最为发达的地区之一。但在公元前185年至1911年的2000多年间，长江曾发生大小洪灾214次，平均约十年一次，给长江中下游地区的经济发展和人民生命财产造成了极其惨重的损失。防洪是建设三峡工程的首要任务。

工程建成后，将有效地拦蓄长江上游的洪水，使长江荆江河段的防洪标准由目前的10年一遇提高到100年一遇，从而保护长江中下游平原地区1500万人口和150万公顷耕地免受洪水威胁。

（二）大坝的建成也带来了许多问题

1．长江上游影响河床演变作为关键的造床质是砾乱卵石，不是泥沙。三峡一带属石灰岩地貌，这坝得怎么建才能防止滴水穿石？那水的压力如此之大，而三峡地区的脉形纵横交错，是极易发生地震的板块挤压地区，如此多的水聚积在一个狭长的河谷中，危险至极修坝后原来年年逐出夔门的砾卵石将一粒也排不出去，可能十年内就堵塞重庆港，并向上游逐年延伸，汛期淹没江津河川一带

2．水库淹没耕地，移民和城镇迁建，会加剧本来就已十分突出的人地矛盾，并由此而可能加剧植物的破坏、水土流失和生态恶化。

3.目前库区的工业和生活废水年排放量已超过1Gt，沿江城市的局部江段已形成了较严重的污染带。建库后，库区水体流速减缓，复氧和扩散能力下降，将加重局部水域污染。

4.三峡工程将改变库区及长江中下游水生生态系统的结构和功能；一些珍稀、濒危物种的生存条件进一步恶化；对四大家鱼的自然繁殖也会带来不利影响。

5．三峡水库运行后，长江中下游河道出现冲淤变化；对长江中游平原湖区低洼农田土壤潜育化、沼泽化有一定影响；下游河口的海水入侵危害有可能增加。对上海的影响尤其明显。

6．三峡建坝后，库区水面抬高加宽，沿江部分文物古迹将被淹没，三峡自然景观也会收到影响。

从三峡工程一案例我们可以看到，每个水利工程在兴建的同时必然会产生许多对我们有害的方面。特别是大型水利工程，移民问题，泥沙问题，以及生态环境破坏，经济效益减少等问题更令人担忧。我们兴建水利工程是为了使人类更好的生活在这一“水”球上，但若不经切实真正有效详细的设计和思考，也许弊还是要大。若一个工程真正投入建设实施，我们一定要尽量减少它给我们带来的弊端，使得人们受之福而不患其灾。。水利工程并不是一个单一的方面，它涉及社会的方方面面，因此全社会的共同努力才是水利工程成功的重要途径。 不可否认，对水坝利与弊、是与非的审视，反映了人们环境意识的觉醒，对于事物多方面的认识。但是，我们应当把这种审视是建立在科学和理性的基础上。水坝建设对环境的影响有利有弊。对于每一项具体的工程而言，必须根据水坝工程对环境的影响不同进行辨证的分析之后，用科学态度作出决策。对环境影响利大于弊的水坝工程，可以改善环境，应该积极建设。对环境影响利弊相当，但工程的资源、社会效益巨大，综合来看有利于社会可持续发展的，根据环境是可以改变的原则应容许其上马。对环境有严重影响，破坏生态环境的水坝工程，应坚决反对。 只看到水坝的“利”，而忽视了水坝的“弊”，是一种急功近利的掠夺行为，同样，过分夸大水坝的“弊”，反对在一切河流上建水坝，反对一切水利工程，决不是对待水坝应有的态度。

片面的认识只会导致偏激的态度。围绕水坝的是是非非，我们更应摆正我们的态度，针对各地形式各国国情，做出相应的判断。可以说，水坝的功用众多，因此其发挥职能也是多方面的。因而，我认为，对于水坝利与弊的考察更应在经济、政治、生态环境等方面寻找一个平衡点，基于利大于弊的原则，发展大坝。

参考文献:[1].彭程 《21世纪中国水利水电工程》 中国水利水电出版社

.李宗坤,孙明全,郝红科,吴泽宁; 《水利水电工程概论》, 黄河水利出版社

CFD网格只是在流体力学中应用吗

CFD是computational Fluid Dynamic，计算流体动力学，是流体分析的
FEA是Finite Element Analysis，有限元分析，是力学分析

流体分析的跟力学分析的网格形式是不一样的
流体分析的网格比较单一，只是维数的差别，如2d的三角形 4边形；3d的四面体、六面体、楔形体、棱柱等

而有限元的网格分即便是一种形状，也有好几种的网格单元类型的，如4边形的单元，可以是板单元、可以是壳单元、也可以是solid单元，在这些单元之上还分一阶、二阶，更多的，再细分，还可以有弹性单元、弹塑性单元等

另一个不同是：
CFD的流体一般是运动的，但网格单元一般是静止不动的，
FEA的单元就是具体的实体的微分的小块，介质不在单元间流动的。

CFD网格一般用的软件有Gambit、ICEM、T-grid等。
FEA网格一般用软件hypermesh等；大多数FEA软件都自带网格划分的，如ansys、abaqus。

CFD网格跟FEA网格是有差异的。不过应该是可以来回转换的，只是要改变单元的定义而已。

CAD技术在机械工程设计中的应用

CAD技术在机械工程设计中的应用

CAD 技术是Computer Aided Design d 的简称，也叫做计算机辅助设计技术， 具体指的是在进行设计的时候，工程师将计算机作为设计的工具的计算机技术的总称。下面是我为大家搜索整理的关于CAD制图在公路工程设计中的应用技巧，欢迎参考阅读，希望对大家有所帮助!想了解更多相关信息请持续关注我们应届毕业生培训网!

随着计算机技术在机械工程设计中的应用，计算机辅助设计(CAD)逐渐替代了传统的机械设计方法。而CAD技术自身功能的不断发展和晚上也对现代机械工程设计产生了巨大的影响。各种设计技术、计算技术、设计工具乃至新材料、新工艺在机械设计与制造中的应用，使机械工程设计过程中单调机械的工作大幅度持续减少，设计人员的创造性思维得到前所未有的解放。与此同时，传统的理论体系、方法体系也受到强烈的冲击。CAD 技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项高新应用技术。CAD技术作为现代设计方法的一种，为设计人员解开了诸多束缚，创造了一个便利快捷的设计平台。人们的思维得到了解放，设计工作的强度也降低了不少，这对于机械工程设计行业发展而言具有极其重要的意义。

1、CDA技术应用于机械工程设计中的主要优势

1.促进机械设计的数字化升级

随着科技水平的不断提高，计算机辅助设计软件的系统也在不断地进行优化升级，由于计算机辅助设计软件的数字化工程比较明显，所以机械制造业的机械设备的生产装置也慢慢地实现了数字化的控制和设计。因此，计算机辅助设计技术促进了机械设计的数字化发展。

2.有利于缩短机械工程设计时间

机械设计是一个需要大量时间的工作，自从引用了CAD 技术，机械设计周期就大大减少了。因为，CAD 三维机械设计有利于解决复杂的几何造型问题。它可以由简单几何实体通过布尔运算等功能组合出各种复杂的几何实体，并能自动生成相贯线和截交线，大大减轻了设计工作量，缩短机械设计周期近一半以上，大幅度地提高了设计和生产效率。在使用三维CAD 系统进行新机械的开发设计时，只需对其中部分零部件进行重新设计和制造，而大部分零部件的设计都将继承以往的信息，使机械设计的效率提高了好几倍。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。

3.有利于确保机械产品质量

在机械设计当中，计算机辅助技术系统中通过一些软件系统， 使机械设计当中的机械产品的参数实现了精确化和精准化，除此之外，计算机辅助设计软件系统当中的系统模型的体系都是计算机软件进行精确设计的，此外，计算机辅助设计软件系统融合了力学体系和结构优化系统等内容，使设计出来的机械产品既具有精确的设计，而且承受力的.程度也能够得到科学的保证，因此，利用计算机辅助设计系统，机械产品的质量得到了保证。

2、CDA技术应用于机械工程设计中的具体体现

1.计算机辅助绘图

计算机辅助绘图是CAD技术在机械工程设计中最早的应用，也是最基本的功能。传统的手工绘图工作量大，且图纸的质量受到诸多外界因素的影响，其准确性和美观性都难以得到保证。而利用CAD软件中自带的丰富的图形库和绘图命令，可以轻易画出高质量的工程图。且打印出来的图纸整洁清晰，易于保存。计算机辅助绘图使得广大绘图人员可以不再需要长时间伏案绘图，减轻了绘图工作的劳动强度。同时，充分利用CAD软件中的图形库和功能完备的绘图命令，可以大大提高工程图绘制的效率。

机械软件

CA E 在机械工程设计当中的软件系统的实际功能主要包括：结构优化设计、工程数值分析、运动学/动力学仿真、强度寿命预估与设计评价等等。在设计的过程中，CA E系统软件要在等CAD 技术解决完机械产品的造型问题之后，方可进行产品刚度、强度、材料、寿命、合理性、运动特性以及结构等方面的动态特性问题和其他问题的设计。

3.应用于机械工程设计建模

建模工作是机械设计工作当中最关键的部分。在计算机辅助设计软件当中， 三维建模技术是使用最为广泛的技术，在三维模型当中，线框模型、表面模型以及实体模型是三个使用特别广泛的建模技术。三维设计的最主要的设计理念就是对建模设计实现参数化和变量化的设计，传统的机械设计技术当中，很难实现对建模技术的三维化处理，然而计算机辅助设计软件通过一些最基本的技术体系的建设， 实现了对机械设计建模技术的三维模型处理。在计算机辅助设计系统当中一共拥有六种建模体系，分别是立方体、球体、圆柱体以及圆锥体，除此之外还包括环状体和楔形体。机械设计工程师按照设计的需要，通过将一些不同的体系进行相应的分解和组装，来完成机械的模型设计工作。然而，在机械设计当中，如果遇到一些设计比较复杂的零件，就需要机械设计工程师先画出零件的二维图像， 在此基础上，机械设计工程师再将这些二维图像利用计算机辅助技术软件进行三维的处理，最终构建出零件的三维模型。借助于计算机辅助技术软件，机械设计的工程师可以实现机械设计当中参数的精确化和准确化， 使设计出来的模型更接近于实际生活当中的需求，从而最终将机械设计当中的误差降到最低。

4.集成制造CAD/CAM模具

随着CAD技术的不断应用和更新，机械制造业的生产设备也从过去的普通机床逐步的向着数控机床进行转变，通过运用CAD设计技术，能够将模具制造向着数字化、集成化的方向发展。CAD/CAM技术的功能主要包括：图形编辑、三维绘图、仿真模拟、曲面造型有限元分析、数控加工以及动态显示等等。

总之，中国制造业不断发展强大，在未来的社会发展中，信息化、自动化、智能化必将成为社会各行各业发展的主要趋势，在机械工程设计当中应用CAD技术是非常必要的，也是顺应当前整个社会大环境发展的要求。机械企业要大力引进和推广CAD技术，积极地扩大它在机械设计领域内的应用范围，促进机械制造行业的现代化、智能化发展。

边坡结构面分析水平投影方法

边坡结构面分析水平投影方法如下：
1、在总结分析赤平极射投影和实体比例投影方法的基础上，提出了基于赤平极射投影-实体比例投影的边坡稳定性分析方法.结合赤平极射投影法和实体比例投影法，将摩擦圆和摩擦圆锥应用到赤平极射投影中，引入摩阻抗力，对岩质边坡进行稳定性分析和安全系数求解。
2、针对结构面多而复杂的岩质边坡，提出了基于赤平极射投影的楔形体失稳概率性分析方法.首先在赤平极射投影图中确定其可能的滑移区域，筛选出可能滑移的结构面交线，缩小计算范围.根据结构面交线的二维经验分布，采用MonteCarlo方法模拟出多条结构面交线，通过对结构面交线平均产状的求解来证明该方法的合理性，再采用快速聚类分析的方法，将筛选出的结构面交线划分为不同的组，以赤平极射投影分析得到滑移区域的对称轴中心作为初始凝聚点，通过多次迭代计算得到滑移区域内的优势结构面。
3、为了解决结构面抗剪强度参数的不确定性，提出了双折减系数法和模糊集理论法对楔形体进行可靠度分析.根据Hoek等提出的楔形体极限平衡法，对不同高度的楔形体进行双折减系数分析，提出了折减系数增幅。