ANSYS Workbench在水工铸铁闸门三维有限元分析中的应用关凯伦【摘要】铸铁闸门是水利工程中一种典型的金属结构,其受力分析在以往的安全评价中往往被忽略,同时现有的电测方法在测量铸铁闸门时存在较大的局限性.ANSYS Workbench作为新一代的有限元协同仿真环境,适合处理三维有限元分析问题.文章基于ANSYS Workbench对铸铁闸门进行三维有限元分析,对面板、横梁、纵梁等主要构件进行强度和刚度校核.分析结果表明:闸门主要构件的强度、刚度计算结果均小于材料容许值,证明该方法切实可行,可为铸铁闸门的设计、安全检测和评价提供参考依据.【期刊名称】《中国水能及电气化》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】5页(P64-68)【关键词】铸铁闸门;ANSYS Workbench;三维有限元【作者】关凯伦【作者单位】辽宁江河水利水电新技术设计研究院有限公司,辽宁沈阳 110003【正文语种】中文【中图分类】TV6631 概述铸铁闸门是水利工程中一种典型的金属结构，起到关闭、开启或局部开启水工建筑物过水通道的作用。
与钢结构闸门相比，铸铁闸门具有良好的耐腐蚀、安装简单、使用寿命长、日常维护简单等优点，适用于渠系涵闸、排灌泵站等建筑物的小型闸门和孔口尺寸较小的水库涵洞闸门等中小型水利工程[1]。
水利工程安全评价中，水工闸门等金属结构的受力分析是重要的一个环节。
由于使用铸铁闸门的水利工程规模通常较小，其受力分析往往被忽略。
有的水利工程管理部门检测维护，多采用传统的结构应力检测方法如电测方法，在对铸铁闸门进行应力检测时，也常面临由于闸门尺寸较小、变形较小而导致现场无法布点检测或数据分析时偏差较大等问题。
目前，有限元方法发展日趋成熟，在工程模拟仿真领域应用愈发广泛，其高效简洁的特点与传统结构应力检测方法相比优势明显，在水利工程安全评价领域得到了越来越多的应用[2-6]。
ANSYS Workbench是ANSYS公司推出的新一代协同仿真有限元分析软件，该软件对于底层功能进行集成，可实现结构建模、材料定义、网格划分和数据处理输出等功能，界面友好易学，方便工程技术人员快速掌握应用。
论文题目：钢筋混凝土有限元分析技术在结构工程中的应用学生姓名：刘畅学号：2014105110学院：建筑与工程学院2015 年06月30日有限元分析在钢筋混凝土结构中的应用【摘要】在国内外的土木工程中，钢筋混凝土结构因具有普遍性、可靠性良好、操作简单等优点，而得到了广泛的应用。
钢筋混凝土结构是钢筋与混凝土两种性质截然不同的材料组合而成，由于其组合材料的性质较为复杂，同时存在非线性与几何线形的特征，应用传统的解析方法进行材料的分析与描述在受力复杂、外形复杂等情况下较为困难，往往不能得到准确的数据，给工程安全带来隐患。
而有限元分析方法则充分利用现代电子计算机技术，借助有限元模型有效解决了各种实际问题。
【关键词】有限元分析；钢筋混凝土结构；应用随着计算机在工程设计领域中的广泛应用，以及非线性有限元理论研究的不断深入，有限元作为一个具有较强能力的专业数据分析工具，在钢筋混凝土结构中得到了广泛的应用。
在现代建筑钢筋混凝土结构的分析中，有限元分析方法展现了较强的可行性、实用性与精确性。
例如：在计算机上应用有限元分析法，对形状复杂、柱网复杂的基础筏板，转换厚板，体型复杂高层建筑侧向构件、楼盖，钢- 混凝土组合构件等进行应力，应变分析，使设计人员更准确的掌握构件各部分内力与变形，进而进行设计，有效解决传统分析方法的不足，满足当前建筑体型日益复杂，工程材料多样化的实际情况。
但是在有限元分析方法的应用中，必须结合钢筋混凝土结构工程的实际情况，选取作为合理的有限元模型，才能保证模拟与分析结果的真实性、精确性与可靠性。
在钢筋混凝土结构工程中，非线性有限元分析的基本理论可以概括为：1）通过分离钢筋混凝土结构中的钢筋、混凝土，使其成为有限单位、二维三角形单元，钢箍离散为一维杆单元，以利于分析模型的构建；2）为了合理模拟钢筋、混凝土之间的粘结滑移关系，以及裂缝两侧混凝土的骨料咬合作用，可以根据实际需要在钢筋、混凝土之间，以及裂缝两侧的混凝土之间设置相应的连结单元；3）结合钢筋混凝土结构的材料性质，选用与各类单元相适应的本构关系，即应力应变关系，此类关系为线性或非线性均可；4）与一般的有限元分析方法相同，非线性有限元分析也需要确定各单元的刚度矩阵，并且将其组合为钢筋混凝土结构的整体刚度矩阵，根据结构所受到的各种荷载作用与约束，计算出有限元结点的位移情况、单元应变与单元应力等。
有限元分析在钢结构工程施工中的应用摘要：现阶段，我国的综合国力不断地提高，人们的生活水平也越来越高。
为满足人们文化及精神生活的需求，各种大型建筑应运而生。
尤其，近年来各种空间钢结构不断涌现，如网架结构、桁架结构、网壳结构等广泛应用于实际工程中。
对大跨空间钢结构而言，由于其结构施工过程复杂，施工方法和施工工艺繁琐，在施工阶段出现风险的概率要比其他结构高。
运用有限元分析，可以在钢结构施工过程中进行计算机模拟跟踪计算，为施工过程提供安全精确的数值分析结果和动态模拟。
关键词：有限元分析；钢结构工程施工；应用引言随着我国经济的发展，大跨度空间钢结构的形式也日趋复杂，施工过程对结构的影响不能忽略。
用施工力学的方法对施工过程进行预分析，不仅可以优选结构施工方案，而且保证施工过程中结构的安全性以及竣工状态结构的内力和位形满足设计要求。
本文基于ANSYS、MARC等大型有限元平台上，并充分考虑施工步骤，等的影响，对结构施工进行跟踪模拟分析。
1有限元方法及软件介绍有限元法可以称为有限单元法或有限元素法，基本思想是将物体（即连续求解域）离散成有限个且按一定方式相互连接在一起的单元组合，来模拟和逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题求解的数值分析法。
结构在施工过程中是逐层承受荷载的，并引起结构相应的内力和变形，每次对结构施加荷载时，结构便形成刚度，便产生内力与变形。
当增加下一结构时，所施加的荷载与原来形成的荷载一起影响结构的变形与内力，这样不停地变化，内力与变形也在不停地发生变化，每次形成矩阵不断地迭代求解，有限元则是采用单元生死技术来控制结构的先后顺序，模拟变形，得到所需要的结果。
结构施工建模步骤如下：（1）建立构件三维空间有限元模型，形成结构整体刚度矩阵；根据施工步骤划分施工阶段，分阶段建模。
（2）利用有限元软件ANSYS的单元生死技术钝化所有施工步（包括构件及其相应的边界条件、荷载和约束），先将整体结构建模，按照施工的顺序，将未建造结构单元的刚度矩阵乘以一个很小的缩减因子，即单元生死系数，这样单元就处于失效的状态下；（3）将单元载荷、质量、应变和刚度设为0值，未建结构单元的质量、刚度对已建结构不产生任何影响。
