橡胶坝作为一种新型的低水头坝体结构,以其坝高可调节,坝顶可溢流,造价低、节省材料、环保、施工期短、结构简便等优点,得到了广泛的推广。现阶段国内橡胶坝工程设计中,所采用的橡胶坝设计方法更多的是依靠经验等进行设计。随着橡胶逐渐由低位小跨度向高位大跨度发展,需要完成橡胶坝设计过程从粗略估算到精确分析的转变,提高坝体设计质量,降低开发成本和缩短开发周期,从而进一步提高企业竞争力,做强做大我国的橡胶坝产业。本文从应用研究出发,运用现代CAE设计方法对橡胶坝的静态强度和动态特性进行了初步研究。具体研究内容包括:1.橡胶坝坝体结构的分析与设计理论。从橡胶坝的薄膜内力和平面问题两个基本假设出发,阐明坝体在不同的承载工况下的坝袋拉力理论。并按照坝袋的几何性质导出坝体截面各段曲线方程,拟合出坝体截面的曲面外形,为坝体整体的CAE建模和加载计算分析做好准备工作。2.坝体结构静强度有限元分析。根据橡胶坝坝体材料和结构承载特点,采用坝袋Mooney-Rivlin材料模型和薄膜结构有限单元法,对橡胶坝体进行静态有限元计算分析,并对坝体结构设计方案进行探讨研究。3.橡胶坝坝体流固耦合模态分析。利用有限元分析软件ANSYS和流固耦合理论,对斜墙式橡胶坝坝体试验模型进行振动模态分析,研究橡胶坝的动态特性,为坝体的工程设计施工提供理论依据。4.橡胶坝坝体风载分布及响应分析。通过对坝体承受风载问题进行简化,在不考虑坝体膜单元局部变形的情况下,依据风载荷基本理论,推导出坝体表面风载荷分布规律,运用有限元分析软件对坝体进行整体风载响应分析。通过以上对橡胶坝技术的分析研究,从而不断完善橡胶坝的设计理论和设计方法。