基于CATIA二次开发的月牙肋钢岔管辅助设计系统开发与应用

利用自动化对象编程,针对水电站月牙肋钢岔管设计繁琐、工作量大、有限元计算前处理耗时长的缺点,开发出基于CATIA二次开发的辅助设计系统.该系统实现了月牙肋钢岔管在CATIA中的快速建模和网格自动剖分,最终在有限元软件ANSYS中完成有限元计算.以蟠龙抽水蓄能电站工程月牙肋钢岔管为例进行了计算,并与设计院的计算结果进行了对比与分析,结果表明该系统具有设计速度快、精度较高等优点,具有较高的实用价值.     

基于CATIA的贴边钢岔管辅助设计程序开发应用

针对水电站贴边钢岔管设计繁琐、工作量大、有限元计算前处理耗时长的缺点,利用CATIA二次开发工具Visual Basic 6.0编写了计算机辅助设计程序。该程序集成了CATIA中快速建模、网格自动剖分和管节展开三大模块,并能生成包含节点、单元、材料等有限元分析前处理信息的ANSYS程序APDL命令流,实现了与有限元软件的无缝对接。结合一工程实例采用该辅助设计程序开展了贴边岔管的设计,并与其他方法进行了对比,验证了设计程序的可靠性和稳定性。结果表明该程序具有设计速度快、精度较高等优点,具有较高的实用价值。     

新疆JBK水电站岔管有限元分析计算

以新疆JBK水电站工程中的卜型钢岔管为例,建立三维有限元模型,通过三维有限元法验证设计体型是否满足钢岔管在运行及试验工况下的允许应力要求。结果表明,用传统规范法设计的钢岔管体型管壳表面大部分控制点的应力基本满足规范要求,但对于复杂的焊缝处来说,这里的应力集中值无法采用传统方法计算,所以原设计体型在运行工况以及试验工况钢岔管管壁应力不满足规范要求。因此,有必要对此类钢岔管进行有限元优化分析,为今后水利工程中钢岔管优化设计提供参考与借鉴。     

埋藏式月牙肋岔管辅助设计系统开发与应用

依托埋藏式月牙肋岔管设计经验,紧扣规范,经研究论证后形成基于Catia-V5的岔管结构计算软件程序、岔管参数化三维设计、岔管联合承载有限元计算等辅助设计系统,并通过工程实例验证。从岔管结构基本体型参数初拟到成果输出全过程主要依靠计算机自动完成,形成了埋藏式月牙肋岔管设计的一套系统成果。     

基于三维有限元的高水头大管径月牙肋岔管结构设计

随着国内水电大力开发,高水头大管径钢岔管使用日趋增多,而钢岔管为典型的空间结构,构造及应力状态较为复杂,且容易出现应力集中,对钢材强度等级要求较高。本文结合大盈江水电站(四级)岔管设计,应用有限元法对岔管进行结构计算分析,验证岔管选材及设计的合理性。通过有限元计算成果与水压试验成果进行对比分析,验证了采用有限元计算分析的准确性。     

对月牙肋钢岔管有限元计算的分析与建议

以某水电工程为例,用有限元计算方法进行钢岔管的应力计算,可以了解结构的受力情况,为精确地设计岔管提供重要的参考依据。     

贵州响水水电站扩机工程钢岔管有限元计算分析

文章主要对贵州响水水电站扩机工程钢岔管进行了有限元计算分析。通过建立岔管三维有限元计算模型,进行有限元前处理,形成有限元计算以及后处理所必需的所有文件,对原设计方案岔管进行明岔管运行工况的有限元分析。在明岔管运行工况条件下,对岔管进行结构优化有限元计算,最终获得结构和应力均符合要求且应力分布相对均匀的岔管结构。通过计算分析验证岔管体形、肋板尺寸参数、管壁厚度是否合适,并对现有岔管结构进行优化并提出有关方案与建议。     

地下埋藏式内加强月牙肋钢岔管设计方法研究

在总结对比水电站压力钢管设计规范85版和2001版有关埋藏式内加强月牙肋钢岔管设计方法的基础上,提出了一种埋藏式钢岔管的新的设计方法和原则.其设计步骤为:首先根据钢岔管与围岩联合承载原则,采用三维有限元计算方法确定钢岔管的体形、管壁厚度和肋板尺寸,然后对钢岔管按明管进行应力校核,同时对围岩承载比进行分析和复核.以某水电站为例进行的计算结果表明,该设计方法思路明确,计算精度高,在明显减小管壁厚度和肋板尺寸的前提下仍能确保岔管的安全.     

水电站工程埋藏式钢岔管壁厚分析探讨

钢岔管是引水发电系统的重要组成部分之一。本文介绍了埋藏式钢岔管设计中的主要应力控制准则,并结合工程实例提出钢岔管设计按明管应力控制准则,运用有限元计算方法,确定合理的钢岔管壁厚。     

基于C#. N E丁的贴边钢岔管设计的CAD 系统开发与应用

针对水电站贴边钢岔管设计繁琐、工作量大等缺点,开发出了其计算机辅助设计系统。该系 统实现了网格智能划分,并能人性化多项指标自由加密网格,生成ANSYS命令流与有限元软件对接; 能够在完全独立于CAD系统之外设计,生成DXF文件与CAD软件对接;采用了三种功能模块分离 的设计构架,同时采用了子父窗体设计,支持多模型任务同时运算等。最后运用该软件对招徕河水电 站工程实例进行了分析,结果表明本系统具有设计速度快,精度高,实用性强等优点,能大大减小贴 边岔管手工计算的工作量。     

双河口水电站的发电引水系统设计

双河口水电站是一座以发电为主的山区水电建设项目,采用坝后式引水开发。水电站总装机容量120MW,装机3台。设计结合山区起伏地形地质条件,对发电引水隧洞的布置、洞线调整优化、岔支管的布置形式进行了深入的研究比选,确定了紧凑、合理的引水系统布置格局。充分结合调保计算及有限元专题研究,进行岔管体形优化与建筑结构设计,使其设计成果更准确、合理、可靠。     

面向对象的铁路路基加固设计系统集成与实现

基于面向对象技术、可视化技术和数据库管理技术集成开发了铁路路基加固设计系统,系统由数据库管理、常规设计计算、有限元计算和反馈分析4个模块组成,对计算过程中的大量数据信息进行分类管理;有限元法计算与分层总和法互补,能实现天然地基和复合地基的模拟计算,解决一些常规设计计算方法难以解决的问题,提高计算精度;基于神经网络和有限元的反馈分析既可实现路基土层力学参数的反演,提高铁路路基加固设计计算的精确性,亦可实现对路基固结沉降的预报。应用结果表明,铁路路基加固设计系统改进了路基加固设计的常规计算模式,整个计算过程通过用户和界面交互完成,可保证路基加固设计的效率和质量,具有较强的实用性。     

新型隔壁式高压岔管结构研究

通过对新型分岔结构－隔壁式岔管的研究，认真分析其体形设计、力学试验和结构有限元计算成果，发现这种新型分岔管在布置、结构和水力学方面较普通的“Y”型和“卜、形岔管具有一定的优势，其分岔灵活，结构对称无缺省，承爱内、外水压力能力强，双向过流条件好，具有广阔的应用前景，比较适合于抽水蓄能电站中的高水头、大直径、深埋藏的岔管的运用要求。     

预应力钢筒混凝土管(PCCP)设计方法探讨

预应力钢筒混凝土管(PCCP)在输水过程中承受外荷载，在应力场作用下产生裂缝，影响结构的稳定性，根据美国规范AWWA C301、AWWA C304中的极限状态设计方法设计预应力钢筒混凝土管，对所设计的PCCP管进行有限元模拟，分析了PCCP管应力应变以及破坏机理，并比较了规范法和有限元法的计算结果．为预应力钢筒混凝土管的设计提供计算分析参考．     

Xeset 2水电站三梁岔管结构优化分析

老挝Xeset 2水电站压力钢管主管内径为3 m,由三梁钢岔管连接2个内径为1.6 m的支管.岔管HD值较大,在用规范规定的解析法计算的基础上,用三维有限元法对岔管结构进行了优化分析,并提出合理的三梁钢岔管体型.     

基于组件GIS的灌溉管网规划设计软件系统

应用地理信息系统(GIS)、CAD软件及数据库等软件开发工具,依据节水灌溉工程技术规范,开发了低压管道输水灌溉管网计算机辅助设计系统。通过人机交互方式实现包括管道系统优化布置、系统设计流量推算、管径优化设计、工程投资概算和经济效益分析等多种功能,建立了常用管材、管件、水泵和电机等材料和设备的综合数据库,并可对其进行管理和维护。系统能够提供图形、文本、表格等多种形式的成果输出,人机交互界面友好,操作方便。使用该系统可保证规划设计方案的合理性,大大地减少人工劳动,提高了工作效率。在系统设计中应用组件式地理信息系统(ComGIS)MapX,方便了系统开发,无需计算机专业或GIS专业技术人员来完成,克服了以往开发者与专业人员分离、所开发软件实用性差的弊端。本系统已广泛应用于江苏省节水农业示范区低压管道输水灌溉工程规划设计,生成方案迅速,规划结果准确、可靠,取得了良好的效果。     

埋藏式月牙肋岔管内压分担比研究

采用三维有限元模拟了岔管、回填混凝土与围岩的联合承载体,分析了回填混凝土的塑性性质、岔管与回填混凝土之间的缝隙及围岩力学性能等重要因素对联合承载体的影响。结果表明:考虑回填混凝土的塑性性质后,围岩分担率下降;缝隙宽度超过一定值后,回填混凝土与围岩对岔管约束急剧下降,围岩分担率接近0;围岩力学性能越好,围岩分担率越高;考虑联合承载后,水压试验时岔管可能不足以承担1.25倍的设计压力,应根据岔管钢材允许应力研究水压试验值。研究成果为钢岔管与围岩共同分担内水压力的埋藏式月牙肋岔管的设计提供了参考。     

高水头扬水工程岔管应力分析

针对克拉玛依市绿化扬水工程压力水头高、贴边岔管主管与支管垂直且连接处产生应力集中问题,通过有限元对贴边岔管进行应力计算分析。计算结果表明：1^#贴边岔管通过增加管壁厚度而不施加补强板的方式可满足应力要求,采用Q345C钢材,管壁厚为18 mm;2^#、3^#贴边岔管均可通过单层外贴补强板方式满足应力要求,采用Q390C钢材,主管、支管及补强板厚度28 mm,补强板宽度500 mm。分析结果证明：各贴边岔管单元开孔越大,则主管缺失部分越多,导致主、支管补强板夹角处的应力集中也越大。同时,补强板焊缝处应力也较大而管壁应力较小,通过提高焊缝施工质量,尽量避免产生局部过大拉应力。计算分析结果可为供水工程的安全运行提供参考。为了节省工程投资,可考虑相应主管与其支管建立整体有限元模型联合受力计算,进一步优化贴边岔管结构和布置形式。      

基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价

引入承载比和广义屈服准则,提出基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价方法,该法根据塑性极限分析原理,先利用承载比改进采用无量纲内力表达的板壳单元广义屈服准则,扩展了广义屈服准则的适用范围,同时利用弹性补偿有限元法设置了单元弹性模量调整的广义应力阈值,改进了传统弹性补偿法的收敛问题,提高了板壳结构极限分析的精度。方法的可靠性通过3个算例得到验证。在此基础上,对某大型水电站的四通无梁岔管通过求解岔管的壳体安全系统和破坏模式进行安全评价。实际应用表明,弹性补偿有限元法可应用于结构极限分析,其收敛性、计算精度和稳定性均较好,可用于无梁岔管的安全评价。     

Thermal field in water pipe cooling concrete hydrostructures simulated with singular boundary method

The embedded water pipe system is often used as a standard cooling technique during the construction of large-scale mass concrete hydrostructures. The prediction of the temperature distribution considering the cooling effects of embedded pipes plays an essential role in the design of the structure and its cooling system. In this study, the singular boundary method, a semi-analytical meshless technique, was employed to analyze the temperature distribution. A numerical algorithm solved the transient temperature field with consideration of the effects of cooling pipe specification, isolation of heat of hydration, and ambient temperature. Numerical results are verified through comparison with those of the finite element method, demonstrating that the proposed approach is accurate in the simulation of the thermal field in concrete structures with a water cooling pipe.