1、隨著有限元分析技術(shù)的發(fā)展，利用有限元分析軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算已經(jīng)在工程項目和科學(xué)研究中廣泛應(yīng)用。同樣，在水利工程項目中，利用ANSYS，ABAQUS等商業(yè)軟件構(gòu)建水電站廠房和壩體結(jié)構(gòu)有限元模型從而進(jìn)行靜動力結(jié)構(gòu)計算和分析也已經(jīng)非常普遍。本文結(jié)合有限元分析軟件已經(jīng)廣泛應(yīng)用在工程和科研中的時代背景，針對有限元分析軟件在水利工程項目的應(yīng)用中可能會遇到的問題進(jìn)行探索和研究。同時也利用ANSYS對廠房結(jié)構(gòu)中的主要支撐結(jié)構(gòu)—機墩進(jìn)行動力特性分析，對機墩

2、自振特性和動力響應(yīng)與機墩厚度的關(guān)系進(jìn)行了研究和總結(jié)。具體研究內(nèi)容有：
　　為了更好地運用有限元分析軟件ANSYS模擬水電站廠房結(jié)構(gòu)，對如何準(zhǔn)確地模擬板梁柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探索。分別對板結(jié)構(gòu)、短柱結(jié)構(gòu)、梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬計算和研究,并通過有限元計算得出了實體單元與板梁單元在模擬板梁柱結(jié)構(gòu)時的相同和區(qū)別之處。結(jié)論表明由于“剪切閉鎖”的現(xiàn)象存在，實體單元并不能準(zhǔn)確模擬所有結(jié)構(gòu)的靜動力行為，而板梁單元也只有在模擬特定的某種結(jié)構(gòu)時能夠保證準(zhǔn)確度。本

3、文對如何運用ANSYS更加準(zhǔn)確地模擬水電站廠房構(gòu)件靜動力行為進(jìn)行了初步的探索。
　　本文針對MPC法連接不同自由度單元的有效性進(jìn)行了模型實驗，建立了六組十八例計算方案，分別對模型進(jìn)行了靜力計算，模態(tài)計算和諧響應(yīng)計算。以此來探究MPC法在靜力與動力計算中的有效性。并且關(guān)于網(wǎng)格劃分方式對MPC法計算結(jié)果的影響同樣進(jìn)行了模型實驗，結(jié)論如下：MPC法可以準(zhǔn)確地連接體單元與殼單元，體單元與梁單元，梁單元與殼單元。組合結(jié)構(gòu)的靜動力行為都有良好

4、的表現(xiàn)。當(dāng)用MPC法連接實體單元與殼單元時，殼單元上連接處的節(jié)點相當(dāng)于被全約束，而連接梁單元與體單元或殼單元時，梁單元上連接處的節(jié)點相當(dāng)于被全約束。在使用MPC法連接的組合結(jié)構(gòu)模型中，連接處的網(wǎng)格劃分方式對計算結(jié)果影響很小，建議在保證基本計算精度的基礎(chǔ)上減少節(jié)點數(shù)，這樣可以減小計算量加快計算速度。
　　機墩組合結(jié)構(gòu)是水電站主廠房中重要的混凝土結(jié)構(gòu)。因為機墩結(jié)構(gòu)的強度、剛度和抗振穩(wěn)定性等靜動力結(jié)構(gòu)特性對機組的穩(wěn)定運行有著決定性的影響

5、，所以在工程中需要機墩結(jié)構(gòu)具有良好的抗振性能以滿足對工程安全性的需要。本文從規(guī)范解和有限元解兩方面出發(fā)，通過改變機墩的外徑尺寸觀察結(jié)構(gòu)自振特性和振動響應(yīng)的變化規(guī)律。得出結(jié)論如下：由于規(guī)范中對機墩結(jié)構(gòu)進(jìn)行了諸多簡化，因此規(guī)范解與實際有限元計算的解相差較大。在機墩結(jié)構(gòu)的自振頻率計算解中，機墩的第一階自振頻率隨著外徑尺寸的增大而增大，說明機墩剛度對第一階自振頻率的影響要大于質(zhì)量所帶來的影響。而在機墩結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)計算解中，當(dāng)外部激勵頻率特定時，