【讨论】某水库大坝应力计算分析！

西王赏功

在下计算的是某水库大坝的平面应变时候的应力分析。选用PLANE42单元（选择PLANE STRAIN）；计及重力和水压力，水压力加于下图中右竖直线上，自顶至底压力由零渐变大。显示合成应力结果如下图所示。不解的是，为何应力最大处不是右下角，而是左下角——用PLANE STRESS和PLANE STRS W/THK得出的应力分布也是这样！希望各位朋友不要见笑在下力学知识浅薄，为在下解释：）

西王赏功

合成应力分布图形：

Jeffjia

结果是合理的阿！

chenhu

做了一个，我觉的楼上的兄弟说的不对吧，最大应力应该出现在右下角，毕竟它是受拉的，而左下角受压。这是我的结果！楼主你把你命令流拿过来，让我们看看！

chenhu

结果！

ansyssimulation

欢迎讨论。
  
无积分的朋友可以从这个简单的题目开始，有命令流和合理的结果可以给一分奖励。
  
个人认为顶楼的结果合理。适合用平面应变单元，平面应力单元不太合适。
  
chenhu兄：能否将你的命令流贴上来？

xuqionghe

我觉得是不是顶楼的模型太高了呢？我看我楼上的楼上的应力结果，本身右下角的高应力范围并不是很大，集中在一个很小的区域内，但是在看看两者的模型，高宽比相差近一倍，是不是顶楼的模型太高了，导致在力矩作用下高应力区域向左面移动呢？不过最好的当然是两位同志都传上你们的命令流吧，大家一起探讨探讨嘛！^_^

chenhu

事先声明，我做此题中所用的参数都是自已定的，比方说，弹模是钢的，密度也是钢的，自上而下渐大的压力是随便定的，所以不能看我的结果，我模型尺寸也是。。。。不好意思，我想土坝总不能用钢铁的吧？：）
没有顶楼的参数也就没有和他一样！不过，个人考虑，最大应力点应该在内部，但没有做过土坝类似材料的分析，不知其材料特性如何，但我想一般材料都是受拉应力易屈服吧！
给一个大致的参数，我试着再做一下！我还想要分呢？呵呵！

西王赏功

多谢各位对在下的疑问感兴趣并提供帮助：） 不好意思，这几天忙别的去了，
没有及时回复！等我回去把相关资料整理一下，再请教各位！

西王赏功

chenhu兄，你的模型中是否没有考虑 重力？还有，忘了说的是，在坝顶有一小段共2米高是没有加水压力的（水不能蔓淹到顶的）：） 我后来在没有计算重力作用时，并且把未加水压力的那块面清除掉了——得到的应力分布和你的一样：）
这个可能就是如xuqionghe老兄所说的，力矩改变了应力分布！你看呢？另外，我采取的材料：E=3e9,PRXY=0.17，DENS=3000（均为国际单位）。平面上宽5米，高20米，底宽11米，从底到上18米处压力由0.18e 6递减至零。：）

西王赏功

管理员大哥说的对，这个模型应该用平面应变方法计算的 ：）
我们老师就是这么要求的，呵呵。

Jeffjia

     我没有计算不过凭直觉觉得顶楼的结果是正确的，chenghu的结果也是正确的，不过二者的前提不同，关键的区别就是有没有考虑重力的作用，在重力作用下，整个坝体处于一种压应力状态，越在底部压应力越大（这个显而易见）。在水压力作用下，会使坝体由于力矩作用产生附加应力，靠近水位的一边（就是右边）产生拉应力，从而抵消了一部分压应力，而左边产生压应力和重力作用叠加比单纯重力作用下要大，最大处显然就在左下角。
    

wwwstar

直观觉得chenghu的结果合理，如果水压力和自重施加的方向正确，右下角应该是拉应力区且应力变化梯度大的地方。

jeff0319

呵，我用动画来演示一下Jeffjia的说法。

ansyssimulation

作的过程是先算水压。动画显示加重力过程等效应力的变化。是么？

jeff0319

不是，是加上重加以后再加水压的动画。
  
其实我的水压加错了，应该是坡度载荷，我加的是一般的载荷了，呵，加分有愧啊！

changqing

大坝分析一般要和基础一起分析，且大坝和基础都是渗流介质，一般分析步骤为：
1、重力分析
2、渗流分析
3、渗流应力耦合分析
  
下述为一个30m高的浆砌石重力坝，上游面为混凝土防渗层，底部为混凝土垫层，基础采用帷幕灌浆，坝体和坝基未设排水。
这不是用Ansys做得。
渗流分析图

changqing

渗流应力耦合分析变形图

changqing

渗流应力耦合分析有效应力图