渡槽模型不考虑温度变化的三维有限元分析开题报告

1. 研究目的与意义

渡槽是水流跨越河渠、道路、山谷等的输水建筑物,是一组由桥梁、隧道或沟渠构成的输水系统,用来把远处的水引到水量不足的地区以供饮用和灌溉,除用于输送渠水进行农田灌溉、城镇生活用水、工业用水、跨流域调水等外，还可供排洪和导流之用,是水工建筑物中应用最广泛的交叉建筑物之一。由于其具有结构相对简单、施工方便、输水能力大、造价较低等优点,在我国各地有着广泛的应用。

渡槽作为古代文明使用的引水工具之一，有着悠久的历史，世界上最早的渡槽诞生于中东和西亚地区。而中国最古老的渡槽，是距今已有2000余年的西汉时建造的。早期修建的渡槽多为木石结构。20世纪30年代出现了钢筋混凝土渡槽。60年代以后，随着大型灌区工程的发展，各种轻型结构渡槽、大跨度拱式渡槽被广泛采用。

渡槽在许多水利工程、引水工程等中的大量使用，创造出很多富有特色的新式渡槽、现代化渡槽。二十世纪中期的中国，由于水利设施落后，直接影响了农村的发展。为了摆脱困境，引水灌溉就成为一项突出的民生工程。渡槽作为一种水利设施，就在这种背景下在全国各地开始大规模兴建起来。

2. 研究内容和预期目标

渡槽现已作为应用广泛的输水建筑物，得到很大的发展，但在发展过程中也存在不少问题，尤其对于大型渡槽结构而言，进行应力分析和变形分析具有重要意义。大跨度渡槽结构形式的研究、结构形式优化设计、改进材料及施工技术等，是进一步发展渡槽的方向。

渡槽在横断面结构、支承型式、材料、施工工艺方面，都有一定的发展，使渡槽的各方面性能都有了提升，向更经济、更安全的方面发展：

在渡槽横断面结构上，现大多采用u型和矩形，但随着施工方法的改进，渡槽断面的结构变化将趋于多样化，即槽身趋向采用u型、半椭圆型、环型、抛物线型等薄壳结构或薄壁肋箱。

3. 研究的方法与步骤

本论文主要采用有限元分析法和大型有限元软件ansys，对四种不同工况的渡槽模型进行分析。有限元分析法可分成三个阶段：前置处理、计算求解和后置处理，前置处理是建立有限元模型，完成单元网格划分，后置处理则是采集处理分析结果。其求解问题的一般步骤为：问题及求解域定义、求解域离散化、联立方程组求解和结果解释、单元推导、总装求解、确定状态变量及控制方法。

本论文对于渡槽的有限元研究的主要步骤即为：

1、计算假定及设计参数：计算工况、渡槽结构图和主要设计参；

4. 参考文献

[1]张晖,张述琴,彭军.南水北调漳河涵洞式渡槽结构试验研究[j].长江科学院院报,2002(s1):78-81.

[2]张世宝,张淙皎.南水北调中线总干渠安阳河涵洞式渡槽的仿真模型试验研究[j].华北水利水电学院学报,2000(02):2-4,8.

[3]张伯艳,刘云贺,陈厚群.u形渡槽结构静动力分析[j].水利学报,2004(01):76-79.

5. 计划与进度安排

[1]3月2日~3月27日文献检索，提交开题报告

[2]3月30日~4月28日论文研究，提交外文翻译初稿

[3]4月29日~6月6日论文研究，提交论文初稿