对称Y形钢筋混凝土岔管三维有限元分析

采用通用的有限元计算软件,对黄鱼塘水电站对称Y形钢筋混凝土岔管进行了三维有限元分析。给出了岔管在施工和运行过程中各种工况下的应力和位移分布规律,为对称Y形钢筋混凝土岔管结构的设计和施工提供了一定的参考依据。     

基于三维有限元的卜型月牙肋钢岔管设计及应力分析

以新疆某水电站高压岔管为例,采用三维有限元法,研究了岔管初拟体型方案及管壁厚度,对初拟体型方案进行了优化,选取较为合理的岔管体型及管壁厚度,计算了岔管及肋板初拟方案和优化方案关键节点应力,并绘制优化后最终体型的肋板及岔管应力云图。结果表明,优化后体型采用较薄壁厚,肋板应力提高,管壳应力降低,更好地发挥了肋板的作用,体型较为合理;优化后其应力值均在允许应力范围内,且有一定裕度,表明岔管体型设计及壁厚选择较为合理,较为真实地反映了岔管运行期的应力状态。     

地下岔洞开挖的三维弹塑性有限元分析

应用弹塑性有限元法对初始地应力场、洞室开挖等效应对地下岔管围岩的应力、位移和稳定的影响进行了数值模拟分析;并结合实际工程,给出了开挖后围岩应力和位移的分布及围岩的塑性屈服范围。     

埋藏式月牙肋钢岔管结构三维有限元分析

采用三维有限元方法,应用自编的弹簧单元加载程序和ANSYS软件,考虑钢岔管与围岩间的缝隙值,按岔管与围岩联合承载,对某水电站的理藏式月牙肋钢岔管进行了结构计算,分析了钢衬、混凝土衬砌与围岩联合承载结构特性,探讨了围岩性能和初始缝隙值的敏感性.结果表明,钢岔管与围岩联合承载时钢衬及肋板应力变化梯度趋于平缓,围岩约束钢衬的...     

月牙肋钢岔管与贴边钢岔管联合受力有限元优化分析

在"Y"型钢岔管旁接一个超压泄压贴边钢岔管进行有限元优化分析时,需采用单管受力计算或联合受力计算,才能确保所选管壁厚度满足现行规范要求。通过三维有限元计算对比联合受力分析与单体受力分析结果,以及超压泄压贴边钢岔管开孔位置对管壁整体应力的影响,找出最不利的受力计算方案及最合适的开孔位置。结果表明,联合计算贴边钢岔管应力大于单独计算时的应力,且开孔设置在第二管节最合理;类似开孔距离及管与管之间距离在2~3倍管节时有必要进行联合受力及开孔位置优选计算。这为钢岔管优化设计提供了借鉴。     

基于三维有限元分析的柴油机曲轴优化设计

针对6160柴油机曲轴强化设计的需要，借助有限元分析，分别对几种改进设计方案进行了弯曲工况下曲轴应力场数值模拟。通过对圆角疲劳强度校核结果的对比分析，得出了各结构措施对6160柴油机曲轴的影响情况，为该曲轴的改进设计提供了依据。     

新疆克拉玛依市供水系统工程高压岔管群体型结构整体受力计算三维有限元优化分析

针对克拉玛依市中心城区供水系统工程的高压力水头、庞大且复杂的供水管线系统及超越规范的结构形式等诸多设计难点,通过建立贴边岔管群的整体受力模型进行三维有限元分析,找出岔管群中最薄弱钢岔管,使其应力满足要求,再逐级量化每个岔口应力,获得了岔管群中每个钢岔管在运行期时所处应力状态。结果表明,通过21组方案优化#1～#5钢岔管群结构尺寸,用最少的方案确定出每个钢岔管的最优体型;#5钢岔管群中的③支管处的补强板为最不利点;由于钢岔管补强板焊缝处属于变截面段,管壁刚度差异明显,导致补强板外边缘焊缝处的局部拉应力过大,需严格把关焊缝质量关键,尽量避免产生这类局部拉应力过大现象。     

基于一阶优化方法的球形岔管体形优化

针对传统设计中球形岔管安全系数偏大造成体形笨重及加工制作困难的问题,结合某高水头电站,在合理的几何约束和强度约束条件下建立了球形岔管的数学模型,利用ANSYS一阶优化方法对该数学模型进行优化求解得到最优方案,并对优化前后的岔管结构进行三维有限元计算分析。结果表明,优化后球形岔管在整体应力分布及变形控制等方面均优于原设计方案,减小了偏心受力引起的变形和应力集中现象,不仅减少了钢材用量,且降低了制造成本和难度。     

锅壳式锅炉管板应力有限元分析及优化设计

针对某锅壳式锅炉管板的结构仿真分析和强度计算问题,根据相关的理论和方法建立了有限元仿真模型,并采用通用有限元软件ANSYS Workbench的结构静力分析模块进行应力计算,得到了管板的变形云图和应力云图。在结构分析的基础上,根据相关强度理论和材料标准对模型进行应力结果的评定和分析,结果显示,所有部件满足强度要求并且留有较大的设计余量。在保证强度要求的前提下,对锅炉的锅壳和管板进行结构优化,减少了锅炉的整体重量并降低了材料成本。     

新疆布仑口超高水头钢岔管参数化设计及优化分析

新疆布仑口水电站有压发电隧洞末端钢岔管最大设计水头为750m,钢岔管水头(H)和洞径(D)的乘积(HD)值为2 400m2,属于典型的超高水头钢岔管,初选钢岔管管材的强度高、钢板厚度大,管径较小,从而增大了制作加工的难度。合理体型的钢岔管对发电系统安全运行非常重要,然而影响钢岔管管壁应力的因素较多,为了提高钢岔管的体型优化效率,通过钢岔管参数化设计平台快速建立模型,再导入有限元计算软件中对钢岔管体型进行优化分析,以达到降低制作难度、质量风险及工程投资目的,亦为今后水利工程中的钢岔管优化分析提供了借鉴。     

吸气过滤器应力有限元分析及优化设计

针对某吸气过滤器各部件结构的应力仿真计算和强度分析问题,根据有限元理论和方法建立了有限元计算模型,采用ANSYS Workbench进行应力计算,得到了各部件的变形云图和应力分布云图。在应力分析的基础上,根据材料力学的相关理论和压力容器的相关标准对模型进行应力评定和强度分析,应力计算结果显示,有两个部件不能满足强度要求。对两个问题部件进行结构优化,优化后的所有部件结构均能满足强度要求,为吸气过滤器材料成本的降低提供了一种有效的方法。     

钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道非线性有限元分析

针对钢衬钢筋混凝土压力管道在运行期因裂缝过宽导致的结构耐久性问题,在混凝土中掺入体积率分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的钢纤维形成钢纤维混凝土,基于模型试验获得的钢纤维混凝土的拉伸软化曲线,采用大型数值分析平台ABAQUS仿真分析了钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道受力开裂的全过程,并与原钢衬钢筋混凝土压力管道的模型试验结果进行了对比分析。结果表明,在相同内水压力荷载下,钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道的承载能力与普通钢衬钢筋混凝土压力管道相比,不仅其初裂荷载有所提高,管道的最大裂缝宽度明显降低,钢材的应力值也随钢纤维体积率的增加而减少。     

电站锅炉蒸汽导管热弹塑性蠕变有限元分析

在热弹塑性蠕变理论的基础上,考虑了材料常数随温度的变化,导出了热弹塑性蠕变问题的增量本构方程和轴对称体的有限元计算公式,编制了程序,对电站锅炉中的15CrMo过热器管进行了应力、应变计算和爆管模拟试验。计算结果表明：在正常运行状态下,15CrMo过热器管的使用寿命可达20万h,此结论可供工程设计部门参考。     

非对称渐开线直齿轮齿廓设计与有限元分析

非对称渐开线直齿轮的两侧齿廓具有不同的压力角,合理的齿廓设计可以达到增加齿轮承载能力、降低噪声和振动的效果。文中推导出了非对称渐开线直齿轮的齿廓方程。编制了相应的计算机程序并给出了计算实例,建立三维实体模型,进行了有限元分析,新型齿轮的弯曲强度明显提高。     

深厚覆盖层地基溢洪道应力变形有限元分析

受地形、地质条件限制,金佛山水利枢纽溢洪道将建立在第四系覆盖层地基上,为了解覆盖层地基的变形对溢洪道结构安全的影响,采用邓肯E-v非线性模型和线弹性模型,对不同工况下溢洪道的应力变形进行了有限元分析,研究了溢洪道在垫层竣工、结构竣工和泄水运行期时的地基变形、结构应力分布及伸缩缝变形。结果表明,地基变形、溢洪道结构应力分布与伸缩缝变形等分布符合一般规律,其中地基最终沉降量绝大部分发生在溢洪道垫层施工和结构施工期间,均在覆盖层厚度大处沉降量大,故建议对覆盖层天然地基进行处理,以减小施工期间地基的沉降变形。     

基于有限元分析的多支路润滑油管系裂纹失效分析

针对某增压中冷柴油机在改型试验过程中出现的多支路润滑油管裂纹问题,通过裂纹形态及结合有限元仿真,对裂纹的成因进行了分析。分析表明:多支路润滑油管路系统设计上整体刚度较低,没有充分考虑系统振动对管系的影响,是该管路系统产生裂纹的主要原因。据此给出了相应的改进措施。     

有限单元法在风电机组基础设计中的应用分析

本文将国外主流计算方法-有限单元法引入风电机组基础设计阶段,在中节能某项目采用ANSYS计算,同规范计算进行对比分析。通过有限元技术对基础的精确受力模拟进行基础整体变形分析以及应力分析,并通过基本力学原理获得截面力,以进行配筋和设计校核。