新型支臂千斤顶在解决水轮发电机组振动的应用

根据对芭蕉河水电公司蕉4号水轮发电机组振动值偏大的案例,系统分析和探讨了造成水轮发电机组振动的原因及解决方案。针对支臂千斤顶的结构、安装等,采用精心制作与改造的支臂千斤顶解决水轮发电机组振动问题。经4个月的持续监测跟踪分析,该机组径向振动值超标彻底消除,达到了正常稳定运行要求。     

潜孔式弧门不同开度泄流时支臂稳定性分析

潜孔式弧形闸门在局部开启泄流时存在因支臂失稳而影响闸门安全的情况,结合工程实例,基于结构稳定性分析原理,采用ANSYS Workbench中Static Structural+Eigenvalue Buckling的结构屈曲分析技术,对闸门支臂进行不同开度工况下特征值屈曲分析,并针对临界屈曲荷载最小工况进行支臂非线性屈...     

支臂纵向连接系形式对弧形闸门的稳定性分析

为了解不同支臂纵向连接系的布置形式对弧形闸门稳定性的影响，以某水库溢洪道露顶式弧形闸门为研究对象，结合6种工程中常见的支臂纵向连接系的布置形式，利用有限元软件ANSYS对闸门模型进行静力分析和动力学计算。结果表明：支臂纵向连接系的布置形式对闸门支臂的影响较大，A字型支臂不适用于大跨度大半径露顶式弧形闸门；支臂纵向连接系的布置形式对闸门的固有频率影响较小；比较闸门各阶振型，支臂处最易发生振动。研究成果对弧形闸门支臂的优化设计具有一定的参考价值。     

弧形闸门支臂结构空间有限元分析原则研究

为确保有限元法在闸门支臂结构设计中有规可依且科学高效应用、克服设计过程中的随意性问题,对闸门支臂结构几何建模、网格划分、边界条件、荷载施加、分析计算、结果评价等方面进行系统研究。从弧形闸门支臂结构的稳定分析入手,综合运用有限元法与稳定理论对支臂结构的稳定性进行探究。研究发现:当采用常用的梁单元模拟支臂结构时,支臂结构的有限元分析结果由其网格数决定,合理网格数为20到40;考虑初始缺陷、几何和材料双重非线性的有限元法可准确快捷得到支臂结构的稳定临界荷载,线性有限元法一般偏大30%到297.29%。通过有限元分析原则的制定可为闸门结构的有限元分析评价提供安全高效的分析规则,为应用有限元法进行闸门设计奠定技术基础,进一步推动闸门设计规范颁布实施有限元分析的具体标准,提高闸门设计的质量和效率,推广有限元法在闸门设计中的应用。     

弧形钢闸门支臂水平撑结构形式的分析研究

本文以工程上常用的底孔弧形闸门支臂水平撑的六种不同结构布置形式为例,应用大型有限元分析软件ANSYS,在材料线弹性范围内分析不同结构布置方式对其极限承载力的影响规律,并对其不同结构布置方式进行模态动力学分析,得出支臂水平撑不同结构形式对闸门固有频率的影响规律。以上分析结果对弧形钢闸门支臂稳定问题进行理论探讨和实际工程设计运用有一定的参考价值。     

弧形钢闸门的动力稳定分析

分析了引起弧形闸门振动和破坏的原因,指出低水头弧形闸门在动水压力荷载作用下的失事往往由支臂杆的动力失稳引起,应该特别注意弧形闸门支臂杆的动力稳定性问题。给出了支臂杆的计算模型,讨论了其简化模型的合理性。以斜支臂框架为例,对两端铰结、一端作用有弯矩的斜杆进行了动力稳定分析。     

弧门三叉斜支臂扭角的验算与求证

依据数学的原理定理,对弧形闸门三叉斜支臂的空间几何形状进行分析,推导求证出该种支臂结构中:水平偏斜角;上(下)、中支臂中线的夹角;在支铰的垂直端面上形成的扭角等相关角度间存在的函数关系,总结出详细的计算公式。通过三维模型验证了方法的正确性,并对现行《规范》相关内容进行解读与澄清。     

基于CFD理论的弧形闸门三维模型数值研究

为了较为准确地了解弧形钢闸门的实际受力、变形等状态和特征,对弧形钢闸门建立了有限元模型,并进行了非线性空间有限元分析。结果表明,桁架内增设腹杆能有效避免支臂发生失稳,保证闸门的整体稳定性;降低腹板高度、增加翼缘宽度后,能有效提高支臂的屈曲荷载,有效避免支臂发生失稳破坏。     

基于ANSYS浅析露顶式弧形闸门支臂自振特性

露顶式弧形闸门作为重要的挡水设备安装于过水孔口处,由于弧形闸门面板上的水压力全部经支臂传递,支臂的设计尤为重要,但在工程实际中,设计人员对支臂自振特性的关注较少。通过大型有限元分析软件AN SYS对露顶式弧形闸门进行模拟,分析其支臂间支承结构对支臂自振特性的影响,结果认为:合理布置支臂间支承结构对支臂发生共振的频率范围、共振的概率、共振的振幅及共振的方向均有积极作用。     

考虑残余应力影响的焊接工字型弧门支臂稳定数值分析的等效模型研究

弧形钢闸门的失事破坏主要是由于支臂发生屈曲失稳导致的,支臂的稳定性是保证整个闸门安全稳定运行的前提。针对当前支臂稳定计算精度和求解效率不足的问题,为探究可用于支臂实际稳定承载力计算的等效简化模型,确定出考虑残余应力对稳定性影响的综合初始缺陷幅值,以两端铰接的焊接工字型弧门支臂为研究对象,采用非线性屈曲分析方法探究残余应力分布模式、残余压应力峰值以及几何初始缺陷幅值等因素对其稳定承载力的交互影响,并与现行《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)计算结果进行对比验证。结果表明:对于大柔度支臂,综合初始缺陷幅值取为L/600;而对于中小柔度支臂,综合初始缺陷幅值取为L/400。按照综合初始缺陷幅值所建立的支臂等效模型能够充分考虑截面残余应力及几何初始缺陷对稳定承载力的综合影响,数值计算结果与《标准》计算结果吻合较好,可以替代原有支臂复杂的非线性稳定模型。研究成果可为工程技术应用提供参考。     

弧形钢闸门支臂的空间屈曲荷载影响因素的研究

在材料线弹性范围内，运用屈曲问题的有限单元法，采用MSC公司开发的大型结构分析软件NASTRAN，探讨各种因素对弧形闸门支臂空间极限承载力的影响规律，获得了支臂腹杆和弦杆的最佳布置方式。通过实例分析指出，支臂肝的截面特性、支臂腹杆的布置方式、弦杆的布置位置、上下支臂的作用荷载有支铰约束等因素对支臂空间极限承载力都有影响，其分析结果对弧门支臂稳定问题进行理论探讨和实际工程设计运用有一定的参考价值。     

钢闸门体型优选和经济性评价

为了减轻弧形钢闸门的流激振动效应,进而降低闸门破坏概率,引入结构特征参量和经济性评价指标来指导结构设计。首先通过结构频率灵敏度系数确定对闸门动力特性影响最大的结构构件—闸门支臂;然后以结构特征参量和经济性两个评价指标确定合理闸门支臂尺寸。将结构动力学方程式化为状态空间表示,引入一维常量,化积分运算为代数运算;外界激励为实测流激荷载压力曲线。计算结果表明:闸门支臂在三个方向最大位移值都所降低,满足结构安全运营需要。     

水工闸门流激振动研究进展

从水动力荷载与闸门振动特性的关系、水动力荷载作用特点及其控制方法、闸门减振优化设计方法、弧形闸门支臂动力稳定性分析、闸门水弹性振动模拟方法以及闸门流激振动仿真分析等方面,对水工闸门流激振动的研究进行了回顾.并对进一步做好水工闸门的振动研究工作提出了建议.     

弧形钢闸门的动力稳定性研究进展

总结分析国内外某些低水头弧形闸门的失事破坏情况，并根据弧形闸门的结构特点，指出在振动荷载作用下弧形闸门的支臂丧失稳定性是大多数失事闸门因振动而破坏的主要原因；进而对弧形闸门的动力特性分析和动力稳定性研究现状进行综述，提出进行弧形闸门动力稳定性分析的思路和方法：应该考虑流体与固体结构的耦合作用，按照闸门振动的流体弹性理论进行有限元分析     

水轮发电机组单机轴系统扭转振动特性研究

介绍了水轮发电机组轴系统扭转振动的有限元理论、算法。并计算机组扭转振动在不同因素下的敏感性分析及其相关规律。研究表明：转子转动惯量、水体对转轮附加转动惯量、转子支臂刚度都是机组扭转振动的影响因素。     

基于ANSYS的弧形闸门支臂屈曲分析研究

结合工程实例,利用ANSYS对弧形闸门支臂进行特征值屈曲分析。分析了支臂夹角、支臂主梁截面尺寸、支臂立柱截面尺寸、支臂斜支杆截面尺寸等参数对屈曲临界荷载的影响。结果表明:支臂失稳主要表现形式为支臂上主梁失稳,前10阶屈曲荷载相差不大,失稳变形随阶数增大而减小;支臂主梁截面尺寸对支臂屈曲荷载的影响最大,支臂立柱截面尺寸的影响基本可以忽略,不设置支臂斜支杆可明显提高支臂的稳定性。     

超大型潜孔斜支臂弧形闸门设计及试验研究

闸门的结构稳定及抗振性能是水工闸门设计的重点问题。以落久水利枢纽工程溢洪道超大型斜支臂潜孔式弧门为例,采用平面体系法进行基础结构设计,并行FEM强度、刚度安全复核计算过程,交叉验证了平面体系法设计的合理性与有限元计算的可靠性。同时,基于水弹性模型的弧形闸门流激振动试验表明,闸门全开时,优势振频集中在0～5Hz,振动加速度随水头减小而减小;设计水位时闸门局部开启,门体及支臂在大开度工况振动较剧烈。该过程及试验结果可为类似弧形闸门设计及安全运行提供参考。     

大坝底孔弧形闸门原型振动试验研究

本文介绍了万安水利枢纽大坝底孔弧型闸门原型模态分析的方法和测得的前12阶模态及其频率和阻尼,还给出了闸门在泄洪时的振动实测资料。实测表明闸门的模态比较密集,支臂频率比门页低。在下游淹没条件下泄洪,发生强烈振动是难免的。振动观测表明,闸门在下游淹没状态下泄洪时振动强烈,并有明显的优势频率,与闸门自频率接近,运行中应力求避免这种工况。     

径向与斜向支臂转子支架性能对比

通过利用商业软件ANSYS对针对同一立式水轮发电机组设计的径向支臂转子支架和斜支臂转子支架进行了多个工况的刚强度分析和结果对比,完整掌握了2种结构的刚、强度特性,为立式水轮发电机组转子支架结构选型提供了依据。     

超大型弧形闸门支臂的制作技术

论述了龙滩水电站溢洪道表孔弧形闸门斜支臂的制作及焊接工艺,重点是控制斜支臂箱形梁结构的焊接变形及上盖板和斜支臂的拼装尺寸,保证斜支臂的制造尺寸精度.