考虑流固耦合的桥墩安全性分析
考虑流固耦合的桥墩安全性分析(任务书,开题报告,外文翻译,论文20000字)
摘 要
桥梁是公路、铁路等交通运输线路的重要组成部分。在一些大型的高速公路建设工程中，桥梁部分所要经费往往占全部经费的很大一部分。而在整个桥梁建筑过程中，桥墩的建造又处于比较重要的地位。故考虑桥墩安全性问题显得尤为重要，本文正是使用ansys有限元软件建模，研究在考虑流固耦合作用下桥墩安全性分析。具体来说是分析，不同水流流速和不同水流深度对桥墩安全性影响。具体内容如下：
首先，对流固耦合问题的相关理论进行了详细的阐述。包括流体力学和固体力学的相关理论以及理论方程。此外，还介绍了流固耦合的基本方程。
其次，使用ANSYS建立了一个高7.65米的小型桥墩的实体模型，为使模型更加符合真实的受力状况，还对模型进行了配筋。由于钢筋的数量较多，故使用循环命令流，将钢筋单元与混凝土单元进行了耦合处理。
再次，修改模型中的水流深度和水流速度两个参数得到了7×7数据，在进行计算求解。提取计算结果中的，桥墩顶面中心顺流方向的位移值和桥墩混凝土结构最大拉应力值这两个数据值，来分析桥墩的安全性。为了使数据更加直观，本文将数据制成折线图。 [来源：http://Doc163.com]
最后，分析了不同数据的特征，得出了水流深度和水流速度对桥墩安全性的影响。得出以下结论：在水流深度和水流速度很大时，二者对桥墩安全性（如墩顶位移）是非线性的。水深和流速越大，桥墩安全性降低地越快。
关键词:流固耦合；桥墩安全性；ANSYS；水流冲击力；
Abstract
Bridge is an important part of the road, railway and other transportation lines. In some large-scale highway construction projects, the bridge part of the funds are often accounted for a large part of the total funds. In the whole bridge construction process, the construction of the bridge pier is in a more important position. So it is very important to consider the safety of bridge pier, this paper is using the ANSYS finite element software modeling, research under the consideration of fluid solid coupling effect of bridge pier safety analysis. Specifically, the effects of different flow velocities and different flow depths on the safety of the piers are analyzed.Specific content as follows:
Firstly, the relevant theory of the solid coupling problem is described in detail. Including the theory of fluid mechanics and solid mechanics as well as the theoretical equation. In addition, the basic equations of fluid structure interaction are also introduced.
Secondly, the solid model of a small pier with 7.65 meters high is built by using ANSYS, in order to make the model more in line with the reality of the situation, and also to the model. Because of the large number of reinforcement, the use of circular flow, the reinforcement unit and concrete units were coupled.
Again, the modified model of the water flow depth and velocity of the 7 parameters of two X 7 data, in the calculation of the solution. Extracting and calculating the pier top displacement of the center of the downstream direction value and concrete pier structure of the maximum tensile stress value the two data values, to analyze the safety of the bridge pier. In order to make the data more intuitive, this paper makes the data into a broken line.
Finally, the characteristics of different data were analyzed, and the influence of flow depth and velocity of flow velocity on the safety of bridge piers was analyzed. The following conclusions are drawn: in the depth of the current and the speed of the water flow, the safety of the two (such as the pier top displacement) is nonlinear. The greater the water depth and the flow rate, the faster the safety of the bridge pier. [来源：http://www.doc163.com]
Key words: fluid structure interaction; bridge pier safety; ANSYS; water flow impact force;
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目录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 研究目的和意义 1
1.2 流固耦合问题的概述 2
1.2.1 流固耦合动力学问题的特点 2
1.2.2 流固耦合问题研究现状 3
1.2.3流固耦合问题的求解方法 4
1．3 本文的主要工作 5
1.4小结 6
第2章 流固耦合问题基本原理 7
2.1流体力学相关理论及方程 7
2.2固体力学的相关理论及方程 8
2.3流固耦合方程 9
2.4水压力计算 10
2.5小结 11
第3章 有限元知识及ANSYS 12 [资料来源：http://Doc163.com]
3.1有限元知识 12
3.1.1有限元分析 12
3.1.2有限元一般解题步骤 13
3.1.3有限元的基本架构 13
3.2有限元分析软件ANSYS 14
3.2.1ANSYS简要介绍 14
3.2.2ANSYS主要处理器及其功能 14
3.2.3ANSYS软件主要功能 15
3.2.4ANSYS流固耦合应用 16
3.3小结 16
第4章 桥墩-水流有限元模型建立 17
4.1流固耦合模型计算的基本假设 17
4.2建模所使用的单元类型 17
4.2.1钢筋单元——link8单元 17
4.2.2混凝土单元——solid45单元 18
4.2.3流体单元——Fluid30单元 19
4.3使用模型的设计资料 20
4.3.1桥墩的勘察设计资料 20
4.3.2桥墩混凝土尺寸 21
4.4建立模型的过程 25
4.5小结 28
第5章计算结果与分析 29
5.1计算结果 29
5.2小结 36
第6章 结论与展望 37
6.1结论 37
6.2展望 37
致谢 39
参考文献 40
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