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《水力发电》2021,(7)
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。 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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《河南水利与南水北调》2018,(12)
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。 相似文献
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严根华 《水利水运工程学报》2006,(1):66-73
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. 相似文献
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弧形钢闸门的动力稳定性研究进展 总被引:13,自引:1,他引:12
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 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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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. 相似文献