Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1141446), страница 29

Файл №1141446 Диссертация (Напряжённо-деформированное состояние грунтовых плотин с противофильтрационными элементами из материалов на основе цемента) 29 страницаДиссертация (1141446) страница 292019-05-31СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 29)

Максимальное сжатие по напряжениям y по программе ANSYSполучено равным 1,57 МПа, по программе Nds_N – 1,62 МПа (рисунок 3.15).а) ANSYSб) Nds_Nшкала напряжений y (МПа) для результатов программы ANSYS-1,567-1,392-1,219-1,045-0,871-0,697-0,523-0,349-0,175-0,001шкала напряжений y (МПа) для результатов программы Nds_N-2,0-1,8-1,6-1,4 -1,2-1,0-0,8-0,6 -0,4-0,200,20,4Рисунок 3.15 - Сравнение вертикальных нормальных напряжений, полученных по двум программам, при нагрузках от собственного веса183шкала напряжений x (МПа) для результатов программы ANSYS-0,522-0,466-0,409-0,353-0,296-0,240-0,184-0,127-0,071-0,014шкала напряжений x (МПа) для результатов программы Nds_N-0,55 -0,50 -0,45 -0,40 -0,35 -0,30 -0,25 -0,20 -0,15 -0,10 -0,0500,05Рисунок 3.16 - Сравнение горизонтальных нормальных напряжений, полученных по двум программам, при нагрузках от собственного весаПри появлении сил гидростатического давления плотина приобретает смещения в сторону нижнего бьефа.

Их максимум наблюдается на напорной грани навысоте примерно 2/3 от высоты плотины (рисунок 3.17). При расчёте по программе ANSYS максимальные смещения составили 35 см, по программе Nds_N –32,8 см.а) ANSYSб) Nds_Nшкала смещений (м) для результатов программы ANSYS00,0390,0780,1170,1560,1950,2340,2730,3120,350шкала смещений (cм) для результатов программы Nds_N-12-8-404812162024283236Рисунок 3.17 - Сравнение горизонтальных перемещений плотины, полученных по двум программам, при нагрузках от веса насыпи и гидростатического давления184В обоих случаях появление гидростатического давления привело к увеличению осадок плотины (рисунок 3.18). При расчёте по программе ANSYS максимальные осадки увеличились на 7,2 см, при расчёте по программе Nds_N – на6 см.а) ANSYSб) Nds_Nшкала вертикальных перемещений (м) для результатов программы ANSYS-1,139-1,012-0,886-0,759 -0,633-0,506-0,380-0,253-0,1260шкала вертикальных перемещений (cм) для результатов программы Nds_N-135 -120 -105 -90-75-60-45-30-150153045Рисунок 3.18 - Сравнение вертикальных перемещений плотины, полученныхпо двум программам, при нагрузках от веса насыпи и гидростатического давленияРаспределение напряжений y и х было получено очень близким (рисунки 3.19 и 3.20).а) ANSYSб) Nds_Nшкала напряжений x (МПа) для результатов программы ANSYS-0,576-0,514-0,452-0,390-0,327-0,265-0,203-0,141-0,079-0,016шкала напряжений x (МПа) для результатов программы Nds_N-0,55 -0,50 -0,45 -0,40 -0,35 -0,30 -0,25 -0,20 -0,15 -0,10 -0,0500,05Рисунок 3.19 - Сравнение горизонтальных нормальных напряжений, полученных по двум программам, при нагрузках от веса насыпи и гидростатическогодавления185а) ANSYSб) Nds_Nшкала напряжений y (МПа) для результатов программы ANSYS-1,729-1,537-1,345-1,153-0,961-0,769-0,577-0,385-0,193-0,009шкала напряжений y (МПа) для результатов программы Nds_N-2,0-1,8-1,6-1,4 -1,2-1,0-0,8-0,6 -0,4-0,200,20,4Рисунок 3.20 - Сравнение вертикальных нормальных напряжений, полученных по двум программам, при нагрузках от веса насыпи и давления водыТаким образом, тестирование вычислительной программы путём сравненияс результатами расчётов, полученными с помощью сертифицированной программы, показало, что она позволяет решать задачи НДС с необходимой точностью.Использование при численном моделировании конечных элементов высокого порядка, а также вычислений повышенной точности, позволяет программе Nds_Nполучать хорошие по точности результаты.В более сложных тестовых задачах, учитывающих нелинейность поведенияконтактов, расхождение результатов, полученных по двум программам, возрастали, но не являлись кардинальными.

Они, по-видимому, объясняются различиемприменяемых алгоритмов учёта нелинейности.Созданная вычислительная программа может применяться для решения задач о НДС различных сооружений и конструкций.1863.9. Методика решения задач фильтрации и определения фильтрационных нагрузокРешать фильтрационные задачи потребовалось для того, чтобы определятьнагрузки на сооружение от фильтрационного потока. С этой целью была созданавычислительная программа, которая позволяла с помощью МКЭ решать задачи остационарном фильтрационном режиме, а также программа, которая позволяла порезультатам решения фильтрационной задачи определять фильтрационные силына сооружение.Теоретические основы решения задач фильтрации с помощью МКЭМетодика решение фильтрационных задач основано на решении дифференциальное уравнение фильтрации.

Для случая установившейся фильтрации оноимеет вид [Развитие исследований…; Гидротехнические сооружения, часть 1]: H  H  H k фx k фy k фz0xx  yy  zz (3.50)где H – напорная функция,k фz , k фy , k фz – коэффициент фильтрации материала в направлениях соот-ветственно x,y,z.В качестве функции H могут выступать функции распределения по объёмууровней фильтрующей воды или напоров, соответствующих избыточному давлению. Функция H является искомой функцией при решении задач фильтрации.Решение дифференциального уравнения (3.50) эквивалентно минимизациифункционала Ф, подынтегральная функция которого f(H,H H H,,,…) удоx y zвлетворяет уравнению [Зенкевич]:     fff0 x   ( H /  x )   y   ( H /  y )   z   ( H /  z ) Искомый функционал имеет вид:(3.51)1872221  x Hy Hz HФ   k ф kk  dVфф2 V    x yz Здесь J x (3.52)HHH, Jy , Jz – градиенты фильтрации по направлениxyzям x, y, z.Наличие функционала позволяет применить вариационный принципа дляотыскания неизвестной функции.

В МКЭ в в качестве неизвестных задач фильтрации принимаются уровни (напоры) воды в узлах (степенях свободы) конечноэлементной модели сооружения.Минимизация функционала Ф по H приводит к системе уравнений следующего вида [Бате, Вилсон]:K H  0(3.54)Здесь K  – матрица проницаемости системы,H  – вектор-столбец уровней (напоров) воды в степенях свободы системы.Найдя уровни (напоры) в степенях свободы конечно-элементной модели,можно определить уровни, фильтрационные градиенты, скорости фильтрационного потока в любой точке модели.Формирование системы уравнений МКЭ для фильтрационной задачи.Матрица проницаемости в задачах фильтрации аналогична матрице жёсткости в задачах о НДС. По аналогии матрица проницаемости всей системы формируется из матриц проницаемости каждого из конечных элементов.

При этом в нейучаствуют только те конечные элементы, которые входят в состав фильтрующейобласти.Матрица проницаемости конечного элемента формируется исходя из формулыk     BT D B  dVV B – матрица формы конечного элемента, D – матрица водопроницаемости конечного элемента.(3.55)188Матрица  B – это матрица, через которую в точке конечного элемента выражается зависимость вектора градиентов  J  от вектора уровней его узлов  h : J   B  h.(3.56)Через матрицу [D] выражается зависимость вектора скоростей фильтрации v  от вектора градиентов  J: v  D  J.(3.57)Вектор уровней степеней свободы элемента имеет вид: h    h1h2h3 h n ò(3.58)где h1, h2, h3, … hn – уровни степеней свободы (или узлов) элемента.Вектор градиентов имеет видJ   JxJyJzò(3.59)Матрица формы элемента выражается формулой.  N1 x B    0 000 N1y Nnx00 N1z Nny00000 . Nn  z 0(3.60)Матрица водопроницаемости конечного элемента состоит из коэффициентов фильтрации и имеет вид:k ôxD   0 00k ôy00 0 .k ôz (3.61)Алгоритм решения фильтрационных задачи с помощью МКЭОбщий алгоритм решения задач о напорной фильтрации с помощью МКЭвыглядит следующим образом:1) для каждого конечного элемента формируются матрицы  B,  D, а затем матрица проницаемости элемента  k ,1892) формируется матрица проницаемости системы  K  из матриц проницаемости всех конечных элементов  k ,3) решается основная система уравнений МКЭ (3.50) и определяется вектор уровней степеней свободы H ,4) в каждом конечном элементе по известным уровням вычисляются фильтрационные градиенты и другие искомые величины.Данный алгоритм реализован автором в вычислительной программе Filt-N.Определение фильтрационных силОбъёмно распределённые силы, создаваемые фильтрационным потоком воды, вычисляются по формуле [Гидротехнические сооружения, часть 1]:F   воды   J cos   dV(3.62)Vздесь воды – удельный вес воды,J – градиент фильтрационного потока, – угол между направлениями силы и фильтрационного потока.При разложении силы по осям координат из (3.62) получаемFx   воды  J x  dV , Fy   воды  J y  dV , Fz   воды  J z  dV ,VV(3.63)Vгде Fx, Fy, Fz – проекции фильтрационной силы по осям координат.3.10.

Характеристики

Список файлов диссертации

Напряжённо-деформированное состояние грунтовых плотин с противофильтрационными элементами из материалов на основе цемента
Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6418
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее