案例3 拱坝拟静力分析（非线性）
1.案例介绍
拱坝是一种建筑在峡谷中的拦水坝，做成水平拱形，凸边面向上游，两端紧贴着峡谷壁。是指一种在平面上向上游弯曲，呈曲线形、能把一部分水平荷载传给两岸的挡水建筑。在大坝设计阶段常常使用仿真软件计算其在真实工况下的应力应变，从而保证大坝结构的合理性。仿真的优势在于可以通过计算机快速获得结构体的力学结果，从而减少前期的实验成本。
本案例通过对坝基施加X、Y向随时间变化的力来模拟地震荷载，研究在地震荷载下的大坝稳定性。
2.流程介绍
- 前处理与求解设置
- 学习如何设置拱坝模型与材料相关选项
- 学习如何合理设置拱坝边界条件
- 学习如何设置求解器
- 后处理结果分析展示
- 结果云图 本案例使用的网格模型为lug_MED
步骤一：导入网格
进入静力学分析模块，点击“静力学分析”下的“网格”，导入输入文件的网格。本案例的网格名为dam_MED.med。如下图所示：
步骤二：打开非线性开关
本案例采用非线性分析。点击“静力学分析”，打开“非线性效应”开关。如下图所示：
步骤三：设置线性接触
点击“线性接触”后的“+”，弹出“线性接触1”，在这里设置绑定连接，主接触面为体foundation，从接触面为面INTER。（图中箭头位置可以调节组元的展示方法）
步骤四：单元设置
采用默认设置即可，如下图所示：
步骤五：全局模型
设置沿Z轴负向的重力加速度，大小为9.8m/$s^2$。
步骤六：材料设置
点击材料后的“+”，定义材料属性为“水泥”，施加位置为体allbody。如下图所示：
步骤六：边界条件与荷载
根据大坝的实际受力情况，大坝主体部分会受到水的压力，且每个分量中的压力大小和方向是一致的。因此使用面分布载荷模拟水压力。
点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“面分布荷载”，施加位置在面upstr，大小为100000Pa。具体设置如下图所示：
由于大坝底座与地面间并非同一个结构，因此本案例使用弹性支承作为大坝模型的约束。
再次点击“+”，添加“弹性支撑”，弹簧刚度设置为各向同性，刚度设为1e14N/m。如下图所示
本案例使用体分布载荷模拟地震载荷，此类载荷可以直接作用到模型的对应位置以及内部，且载荷在x与y方向上是随时间呈正弦与余弦的变化，从而达到地震载荷的效果。具体设置如下图所示：
步骤七：求解器&时间步设置
本案例求解器采用默认设置，如下图所示：
本案例结束时间设为10s，最大时间步长设为1s，其余采用默认设置。如下图所示：
步骤八：结果设置&计算
可在结果设置中选择所需的场，如下图所示：
点击“仿真计算”，开始计算，直至提示成功即可。如下图所示：
步骤九：查看计算结果
点击“结果云图”。在“物理场”下拉菜单中可以设置不同结果的名称，“播放键”可以让云图自动按时间播放。
下图展示了大坝的等效应力：
总变形
下图展示了大坝在受力作用下的总变形：
