結(jié)構(gòu)物模型受荷載作用結(jié)果的可視化研究.pdf

1、可視化是計(jì)算機(jī)應(yīng)用土木工程一個(gè)重要的方面。工程中通常要處理大量的數(shù)據(jù)，通過可視化能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)與圖形間的交互操作，計(jì)算結(jié)果更為直觀的顯示，從而提高準(zhǔn)確度和效率。本文在結(jié)構(gòu)物可視化方面進(jìn)行研究，對(duì)于裂縫、邊坡穩(wěn)定、拱壩應(yīng)力顯示問題分別進(jìn)行了相關(guān)的可視化研究。 裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)使用過程中不可避免的要素之一，混凝土壓力管道應(yīng)用廣泛，壓力管道的混凝土開裂問題有其特殊性，難以套用一般鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫公式，因此在仿真方面增加了難度。本文根

2、據(jù)已有的研究成果，參照用以描述不規(guī)則形體的分形理論，嘗試將分形理論中的L系統(tǒng)應(yīng)用于描述裂縫的形態(tài)。通過采集數(shù)據(jù)計(jì)算說明了裂縫的分形性質(zhì)，從而證明分形方法的可行性。根據(jù)分形的性質(zhì)編制程序，再現(xiàn)裂縫的形態(tài)，通過坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化將裂縫映射到三維的圓管圖形上。通過對(duì)比試驗(yàn)照片發(fā)現(xiàn)能較理想的顯示裂縫的形狀。 Fortran是一種功能強(qiáng)大的計(jì)算語言，問世以來被廣泛應(yīng)用于工程計(jì)算，現(xiàn)已積累了大量的Fortran計(jì)算源程序。但Foman只能通過讀寫文

3、本數(shù)據(jù)文件進(jìn)行操作，不具備界面交互的缺點(diǎn)給用戶操作帶來了不便，特別是有大量的數(shù)據(jù)需要輸入或輸出時(shí)，由此帶來的容易出錯(cuò)和輸入效率低的問題顯得更加突出，并且計(jì)算結(jié)果不能直觀顯示。本文嘗試用VC++做界面開發(fā)工具，將Foman編寫的邊坡穩(wěn)定計(jì)算程序嵌套在一個(gè)計(jì)算軟件中，運(yùn)用混合編程分別發(fā)揮兩種語言的各自優(yōu)勢，顯示原Fortran程序的工程概況和計(jì)算結(jié)果，更為直觀具體。 通用的有限元計(jì)算軟件如Ansys計(jì)算功能強(qiáng)大，但在后處理方面通常不

4、能滿足研究人員特殊的要求。以本文中選用的拱壩計(jì)算結(jié)果顯示為例，對(duì)于計(jì)算出應(yīng)力的在拱壩上的分層顯示，在各個(gè)面上的分解，用有限元計(jì)算軟件通常無法做到，而這些內(nèi)容在研究中常需要涉及，所以本文利用可視化的手段實(shí)現(xiàn)這些后處理功能，并提供一個(gè)較為完整通用的后處理程序。程序?qū)崿F(xiàn)了對(duì)拱壩的顯示，不規(guī)則單元體的處理，沿拱面應(yīng)力的計(jì)算，應(yīng)力的云圖顯示，拱壩的分層顯示，真實(shí)感顯示?？蓪?duì)顯示圖形進(jìn)行平移，縮放和旋轉(zhuǎn)，方便的觀察拱壩各個(gè)方位的應(yīng)力分布情況?？蓪?duì)應(yīng)