三峡水电站直埋式蜗壳结构自振特性

直埋式蜗壳外围混凝土在内水压力作用下会产生损伤，损伤必将对结构的刚度和自振特性产生影响．以三峡水电站15号机组直埋式蜗壳方案为研究对象，利用有限元法计算了结构的自振特性．在此基础上，通过对水电站厂房内振源的分析，进行了结构共振校核．对比结构损伤前后的结果，可得出结论：直埋式蜗壳的自振特性对其抗振性能无明显不利影响．     

水电站直埋-垫层组合蜗壳结构受力特性分析

为探讨功果桥水电站厂房蜗壳结构先进、可行的埋入方式,采用大型有限元分析软件ABAQUS对不同埋入方式下蜗壳结构进行了三维数值仿真分析,从混凝土开裂情况、机墩不均匀上抬位移、座环承受的不平衡力等主要控制指标剖析了蜗壳结构受力特点.研究结果表明:直埋-垫层组合方案可有效控制关键部位的混凝土开裂,显著减小混凝土损伤范围和损伤水平,并有效控制机墩特征截面的不均匀上抬,降低座环不平衡推力,有较好的工程适应性.研究成果对同类工程设计具有参考意义.     

大型水电站地下厂房结构自振特性研究

结合某大型水电站地下厂房工程实际,采用三维有限元法从边界条件、模型范围、材料特性、垫层范围和垫层失效5个方面对其自振特性进行全面、系统的研究.结果表明:采取一定的措施加强围岩与厂房上下游边界的粘结强度,能够有效提高机组支撑结构的自振频率,抑制楼板、风罩薄弱部位的低频振动;模拟范围越小,结构各阶自振频率越大;提高混凝土的强度等级对整体混凝土结构的自振特性影响较小;垫层失效后,结构的自振频率显著减小,老化后的垫层平面范围越大,高阶频率降低越多,而低阶频率变化不大.     

水电站机墩结构自振特性研究

水电站机墩组合结构是水轮发电机组的主要支撑结构,其自振特性是分析共振复核和动态设计的重要基础.<水电站厂房设计规范>中的自振频率计算公式过于简化,不完全符合实际.以某大型水电站地厂房为例,对其机墩组合结构建立三维有限元计算分析模型,比较了机墩各种不同组合模型的自振频率及振型.结果表明,仅仅模拟机墩结构或只考虑机墩及其上部或下部结构,都不能准确反映机墩结构的真实性态,也将对振动安全评价产生不利影响.从理论上讲,考虑一定范围围岩的整体有限元模型最符合实际,也较为科学,但从方便实用的角度分析,考虑机墩组合的整体混凝土结构较为适宜.     

充水保压蜗壳联合承载结构三维非线性损伤分析

为分析蜗壳外围混凝土结构的开裂趋势,基于ABAQUS损伤塑性模型,对某一充水保压蜗壳联合承载结构进行了三维非线性有限元计算.研究结果表明:该蜗壳结构在设计内水压力作用下,蜗壳外围混凝土结构除局部出现损伤之外,基本仍处于弹性工作状态,钢筋应力均较小;在2.0倍内水压力超载情况下,蜗壳外围混凝土结构的损伤区域和损伤程度大大增加,损伤区域钢筋应力也较大,局部位置混凝土表面裂缝超过了规范限值,但整体结构并未受到过大的破坏,仍然具备相当的超载能力.同时说明损伤塑性模型能够较好地反映出蜗壳外围混凝土的开裂趋势,有效进行结构的承载力计算和裂缝宽度验算.     

闸门止水对自振特性的影响

通过物理模型试验和有限元分析方法,以汗华水电站表孔闸门为例,分析了闸门止水对闸门自振特性的影响.在物理模型试验中,定性分析了止水对闸门自振特性的影响情况,通过测试极端工况(闸门有止水和无止水)下闸门的自振频率,研究了闸门止水对其自振频率的影响.然后通过有限元数值模型计算了不同止水弹模对闸门自振特性的影响情况,对闸门如何选用止水材料给予定性分析.试验及计算成果对闸门止水的设计具有一定的借鉴意义.     

水电站混凝土蜗壳三维有限元分析

结合某河床式水电站,建立了混凝土蜗壳三维有限元整体模型,用ANSYS有限元软件的钢筋混凝土非线性分析模块对混凝土蜗壳进行了三维线弹性和钢筋混凝土非线性计算.根据线弹性计算结果并结合工程实际,对混凝土蜗壳进行了配筋,并对该配筋方案进行了裂缝开展区、钢筋应力、最大裂缝宽度的验算和蜗壳位移分析.     

水电站蜗壳结构局部垫层平面设置范围探讨

为分析水电站蜗壳结构中局部垫层的平面设置范围,采用ABAQUS软件对一水电站蜗壳结构进行了3维非线性有限元计算.研究结果表明:蜗壳结构中局部垫层平面范围分别自蜗壳直管段进口铺至下游45°、90°和135°断面时,垫层铺设范围越大,改善蜗壳外围混凝土结构受力状况的效果越显著,但垫层铺至45°断面时完全能有效限制混凝土裂缝宽度的开展和减小机墩不均匀上抬位移.此外,垫层平面范围铺至45°断面时,座环所承受剪力相比完伞直埋方案增幅最小,有利于结构稳定.鉴于以上分析,且从简化施工程序角度考虑,水电站蜗壳结构中局部垫层平面范围铺至45°断面是值得推荐的.     

新型网格墙体自振特性的有限元分析

根据我国严格禁止使用粘土砖的政策,我国研究并引进了许多新材料、新工艺、网格墙体是一种新型墙体结构的主要承重结构,本文采用有限元软件ANSYS分析此结构的自振特性,得出其满足可应用性的基本条件。     

弹体水中自振特性的有限元分析

鱼雷及潜射导弹在水中的自振特性直接影响它们的水弹道,而其自振特性不仅受流体动压力的影响,还受不同水深下的静水压力的影响。为研究类似结构在水中的动态特性,将结构及其周围有限域内的流体组成一个耦合系统,依据流体力学、结构动力学及变分原理推导了结构-流体耦合系统的动力学方程,进而给出了考虑介质影响的结构动力特性的数值方法。建立了液体浸没弹体的有限元模型,利用非对称法分析了弹体结构的静水模态。结果显示静水模态的固有频率比干模态有较大下降,振型类似;用考虑初应力刚度的有限元方法计算了不同水深对导弹自振特性的影响,所得结果和方法可供流固耦合方面的研究参考。     

三峡水电站钢蜗壳外围混凝土损伤分析

将损伤力学引入三峡水电站钢蜗壳外围混凝土的非线性计算,研究混凝土由微观到宏观开裂的演变规律,为结构的损伤评估和配筋设计提供重要的参考。采用编制的正交异性三维损伤有限元程序对蜗壳结构进行损伤计算,细致地分析了钢蜗壳不同内水压力时,其外围混凝土的损伤分布规律及应力应变情况。结果表明:三峡水电站蜗壳结构具有较高的安全储备,结构设计合理。     

水电站厂房技术改造前后共振校核比较研究

为了达到提高发电效率的目的，许多大型电站进行了或正面临着更换老机组的技术改造，本文以某工程实例为研究背景，通过建立厂房结构整体三维有限元模型，计算并且分析对比了水电站厂房技术改造前后动力特性上的差异．通过对水电站技改前后各种振源的分析，找出了对其影响较大的振源，从而进一步地对厂房整体结构进行了共振校核比较．研究结果表明，电站水轮机的更换对于厂房的共振频率和范围均有影响，应该引起关注。     

多槽体渡槽的自振特性分析

应用三维动力有限元方法 ,对某多槽体渡槽自振特性进行了分析 ,重点分析了其自振频率、振型、动力放大系数的特点 ,得出了一些有意义的结论 .     

冲击式水轮机配水环管和厂房结构静动力承载性能研究

为研究冲击式水轮机配水环管在高内水压力作用下的损伤特征,及其对结构动力特性的影响,基于混凝土塑性损伤模型,对配水环管和厂房结构进行了非线性有限元静力分析,并在此基础上计算了结构的自振特性和机组振动荷载作用下的动力响应。结果表明：配水环管虽保压埋设,但由于内压较高,配水环管外围混凝土在管顶、管腰内侧和岔管处仍易出现损伤,且管顶和管腰的损伤贯穿至混凝土表面,大部分内水压力由钢衬和钢筋承担;分岔处应力集中明显,但因管径较小,钢衬厚度较大,钢衬和钢筋的应力仍能满足安全需要。配水环管外围混凝土的损伤,使局部结构刚度降低,导致机墩不均匀上抬变形和振动响应有所增加,但不会对整体结构的承载力造成明显影响。     

混层门式钢架的自振特性有限元分析

基于大型通用有限元软件ANSYS,利用有限元法建立了一个混层结构的分析模型,考虑其剪切变形,用Block-lanczos法分析其自振特性,得出了混层结构的自振周期,可作为同类型结构计算结构的参考.