考虑止水位置的平面钢闸门应力有限元分析

目前关于闸门止水系统布置在上游面还是下游面,一般全凭经验决定,缺少数据支撑。以某水利工程平面钢闸门为实例建立有限元模型,应用ANSYS软件对比前、后两种止水方式下平面闸门各构件的应力分布及主横梁的挠度变形。结果表明：闸门构件应力满足强度要求,部分小范围内存在应力集中现象;采用后止水时闸门面板应力分布均匀,主横梁抗变形能力强,且边梁的最大折算应力值较小,其它构件在两种止水方式下的静力特性无显著差异。分析成果可为类似工程止水布置以及闸门设计提供参考。     

平面钢闸门止水布置应力有限元分析

应用ANSYS有限元分析软件进行了新疆克孜尔水库泄洪洞潜孔式平面定轮钢闸门在前止水和后止水两种布置型式下构件应力分布情况及主横梁挠度变形程度的仿真分析.根据分析结果,平面钢闸门各构件应力及应力分布情况均满足强度要求,仅个别部件局部范围应力较为集中,后止水布置型式下闸门面板应力分布较为均匀,且主横梁所具有的抗形变能力更强...     

平面定轮闸门三维有限元分析

本文利用软件对某水闸平面钢闸门主梁、次梁作了三维有限元变形、应力计算,得到该闸门在静水压力下的变形及应力分布规律,对其刚度、强度进行了校核,得出了一些有益的结论,并与传统的设计计算书作对比。     

平面钢闸门主梁排水孔对结构受力的影响

以某水电站平面钢闸门设计为例,利用ANSYS软件建立三维有限元分析模型,对主梁腹板有无排水孔及孔口尺寸不同时闸门各个构件应力、变形进行分析。研究结果表明,当近椭圆孔口尺寸为700 mm×350 mm时,各个构件的应力与变形值均符合规范要求,部分区域的应力集中效应减弱,闸门各构件的应力、变形几乎不受开孔的影响,平面闸门构件应力、变形随着排水孔截面尺寸变小而减小,为保证结构安全,设计时需进行严格的力学分析。     

梁系建模方式对弧形钢闸门运行特性的影响

以某水电站溢洪道弧形钢闸门为例,利用ANSYS软件建立弧形钢闸门的两种不同的有限元模型。以闸门开启瞬间为运行工况进行静力学分析和自振分析,比较两种有限元模型主要构件的最大折算应力值及其分布,以及闸门的自振频率和各阶振型图。结果表明:模型2的复核计算较模型1更为安全,两种方式的自振频率差异很小。因此,在闸门分析中应尽可能采用第二种建模方式。     

后止水平面钢闸门结构加固有限元分析

后止水平面钢闸门顶梁、边梁同时承受水压力和其他承重结构传递的力,从而导致顶梁、边梁应力较大且复杂。为改善顶梁、边梁的受力状态,使闸门安全平稳运行,采用加设隔板的方式对闸门结构进行加固,可增大顶梁、边梁惯性矩,从而减小边梁、顶梁最大应力及最大变形。以某水利工程中的后止水平面钢闸门为例,通过ANSYS有限元进行校核分析,表明加固效果较为明显。对比加固前后顶梁、边梁的应力和变形量可知,加固后顶梁、边梁的应力和变形量比加固前皆减小,可见隔板加固方式改善了顶梁、边梁的受力状态,更有利于后止水闸门的安全运行。从分析结果可以看出,通过加设隔板对顶梁、边梁进行结构加固的方法切实可行。     

弧形钢闸门有限元分析及结构优化

利用三维建模软件建立弧形钢闸门主结构三维模型,基于ANSYS Workbench进行弧形钢闸门有限元分析,对弧形钢闸门模型在静态挡水和启门瞬间两种工况下主要构件应力和位移分布特点以及变化原因进行分析,评估弧形钢闸门的安全。分析了弧形钢闸门面板底缘处局部应力集中的原因,采用局部补强方式对面板底缘进行结构优化并再次进行分析,计算结果表明经补强后面板底缘局部应力集中现象完全消除。     

基于构件协同工作的平面钢闸门主梁最优梁高研究

关于水工平面钢闸门主梁梁高的选取问题,规范未给出通用的取值范围,在工程中多以未考虑主梁与其他构件协同工作的理论求解公式为参考。在满足稳定性要求、考虑面板及隔板等构件与主梁协同工作的条件下,采用有限元分析理论,建立平面钢闸门空间有限元模型,计算分析主梁的强度和刚度的变化规律,给出合理的平面钢闸门主梁的最优梁高。结果表明:在考虑各构件协同工作时的主梁受力更贴合实际情况;在最小梁高与经济梁高之间存在最优梁高,与最小梁高的比值约为1. 038,与理论公式计算的最优梁高相比,可使主梁翼缘、腹板等构件的应力减小,在此梁高下可使主梁工作性能发挥到最优。计算结果可为平面钢闸门梁高的设计提供参考。     

长沟泵站闸门运行故障分析与处理措施

南水北调东线山东境内长沟泵站引水闸、出水闸为潜孔式平面钢闸门,闸门的正常运行是保证泵站正常调水运行的关键因素之一,2013年调水以来,发现平面钢闸门在运行中出现下落卡阻、起升时启闭机电机过载及橡胶止水撕裂等故障。文章针对闸门运行出现的故障,提出了处理方案及措施,为完成调水任务提供了技术保障。     

弧形闸门排水孔对其工作性态的影响分析

以某水电站溢洪道工作闸门为例,利用ANSYS软件建立了弧形闸门三维有限元仿真分析模型。分析比较了不设排水孔、开设排水孔两种情况下弧形闸门各构件应力、变形的差异,并通过改变排水孔截面尺寸的方法,分析了弧形闸门各构件应力、变形随排水孔截面尺寸的变化规律。研究结果表明:开设排水孔以后,闸门的工作性态发生很大变化;而当排水孔截面尺寸小于1/4主梁腹板宽度时,闸门各构件的应力、变形几乎不受排水孔截面尺寸的影响,因此排水孔的截面尺寸应在1/4主梁腹板宽度内选取。     

考虑流固耦合效应的漂浮物撞击平面钢闸门的研究

针对平面钢闸门结构受力复杂,运行中受到水压力容易引起剧烈的振动并常伴有漂浮物撞击,这些因素容易导致闸门结构失稳而发生破坏。以某水库泄洪闸为例,考虑流固耦合效应影响,借助有限元软件ABAQUS建立水流场-闸门-漂浮物模型,研究了水流与闸门间流激振动和漂浮物撞击对平面钢闸门开启时变形和动态响应的影响,得到平面钢闸门在正常泄流和伴有漂浮物撞击下闸门泄流两种不同工况下流场流速、动水压力、闸门面板的应力、位移变化情况。结果表明:漂浮撞击下的闸门面板的应力应变均存在不同程度增加,在闸门与水流的流固耦合面中部,存在大面积应力集中现象,其数值接近应力峰值,使得闸门安全运行存在较大的隐患。     

关于平原河道上涵洞、水闸和船闸的闸门止水问题

近年来,在江苏省平原地区的河道上及沿海一带,修建了许多涵洞、水闸和船闸。其中涵洞都是采用直升式平面闸门,水闸采用弧形闸门和直升式平面闸门两种,船闸则大多采用人字式闸门和横拉式闸门。这些闸门的止水设备都是采用木止水或橡皮止水。从实际运用的情况看来,由于止水效果不好,闸门漏水已成为相当普遍的现象。作者最近收集了一些资料,提出关于闸门止水设备上存在的问题,同大家商讨。     

拦河水闸闸门新型升降技术及荷载优化分析

针对普通平面钢闸门需要高大排架柱这个问题,以某大型拦河水闸为例,分析了大型平面钢闸门的新型升降技术,并利用有限元软件ABAQUS对闸门在不同工况下受到最大启闭力时进行荷载优化分析,对比分析了闸门采用新型升降技术和采用普通的启闭技术时的位移和应力值。结果表明:采用新型升降技术的位移和应力在各工况下都要小于普通的启闭技术,采用普通启闭技术的最大位移和应力主要分布在排架上,不利于闸室整体稳定性和抗震,采用新型升降技术的最大位移和应力主要分布在闸墩上,受力布局合理,提高了结构的抗震能力,并具有良好的景观效果。     

弧形钢闸门排水孔位置优化

结合某工程三支臂弧形钢闸门,利用ANSYS有限元软件建立了相同孔径不同位置排水孔的闸门有限元模型,计算分析了排水孔位置对弧形钢闸门主梁强度及局部应力的影响,以找到兼顾强度及排水要求的水工弧形钢闸门排水孔最佳位置。结果表明:对于三支臂弧形钢闸门,相同孔径不同位置排水孔不同程度地影响了闸门主横梁的应力分布;考虑到强度及排水要求,对于中、下主横梁,将排水孔设置在主横梁中和轴上;对于上主横梁,将排水孔设置在靠近后翼缘约2倍孔径的位置处为宜。     

三峡导流底孔弧形钢闸门结构应力有限元分析

以三峡导流底孔弧形钢闸门为研究对象,采用大型有限元软件MARC进行应力计算分析,提出了一种板壳单元应力成果整理方法,并介绍了应力转换的理论公式。针对弧形门这样的大型复杂钢结构的应力有限元分析,采用了在满足计算精度的前提下,控制计算规模的方法。同时给出了门叶结构中面板和纵、横梁各构件的应力分布规律和受力特征。计算结果表明,三峡泄洪坝段导流底孔弧形钢闸门,除局部承压的角点应力较大外,各构件应力均小于钢材允许应力,满足设计要求。     

红山水库平面钢闸门安全评估分析

按构件锈蚀后实测尺寸并结合闸门设计图纸,在Solidworks环境下建立了平面闸门三维实体模型。应用ANSYS软件,对红山水库闸门在水压力作用下的应力和变形进行了分析研究,并与传统方法计算结果进行对比,据此对闸门的安全性进行了评估,根据闸门的有限元方法计算结果,确定了平面闸门的危险部位,从而为该闸门的设计和加固提供了依据。     

水闸钢闸门可靠指标及分项系数的校准

分析水闸钢闸门所受静水压力的统计参数,采用JC法对水闸钢闸门构件的可靠指标进行初步校准,计算结果表明:闸门构件可靠指标满足一级建筑物的安全水准;提出钢闸门结构设计目标可靠指标的取值建议.根据可靠指标及用钢量与现行规范校准的目标可靠指标及用钢量相比变化不大的原则,采用最小二乘法优化得到结构系数的取值为1 45.     

边荷载对水闸结构应力和变形的影响分析

水闸周边土地的开发建设会改变水闸的边荷载情况，以广州市某水闸工程为例，通过建立二维有限元模型，探究边荷载对水闸结构应力和变形的影响。研究表明，边荷载的增加会对水闸岸墙的应力和位移产生不利影响，会导致水闸排架结构发生转动位移，从而影响闸门的正常启闭。从应力传递和地基土变形方面考虑，建议采用复合地基法、深基础法和隔离桩法减小边荷载引起的不利影响。以复合地基法为例建模分析处理措施的有效性，研究表明，地基处理后可有效减小水闸结构的变形。     

惠州大堤(南堤)红楼水闸迁建工程工作闸门型式及启闭设备方案比选

简要介绍了惠州大堤(南堤)红楼水闸迁建工程概况,进行了工作闸门型式比选,认为平面钢闸门应是本工程的首选;然后进行了工作闸门启闭力计算,包括对平面钢闸门闭门力计算、平面钢闸门启门力计算和摩擦阻力计算。     

平面钢闸门吊钩强度计算分析

借鉴起重机吊钩计算方法,对水工平面钢闸门吊钩危险截面的应力进行理论计算,并采用有限元分析法对吊钩进行仿真计算,分析计算结果的可靠性和闸门启闭过程中吊钩应力、应变的分布规律。