水工弧形钢闸门未焊透缺陷的有限元分析

鉴于水工钢闸门的焊接质量直接关系到闸门运行安全,运用有限元理论和ANSYS子模型技术,建立含未焊透缺陷的弧形钢闸门有限元模型进行模拟分析。结果表明,在模拟尺寸范围内,考虑未焊透缺陷中最不利情况,即整体焊缝未焊透,未焊透缺陷应力集中系数介于2~12之间,且随未焊透深度增加呈增大趋势;其中,角焊缝最大应力集中系数为3.44,对整体结构影响较小,而对接焊缝最大应力集中系数为12.0,严重超出材料的相应容许应力,会引发裂纹,降低结构强度,因而在实际工程中,应尽量避免对接焊缝未焊透现象。     

弧形钢闸门排水孔优化设计及有限元分析

针对弧形钢闸门排水孔优化设计问题,以某水利工程弧形工作闸门为例,基于有限元软件ANSYS平台的APDL参数化设计语言及优化设计,对弧形钢闸门主横梁进行圆形排水孔的优化设计和有限元计算,并观察不同位置孔结构尺寸参数对排水孔周边应力分布的影响。实例计算结果表明,圆形排水孔的设置主要影响主梁腹板孔边的应力分布,最优圆孔高度约为腹板高度的40%;孔半径是影响孔边应力集中系数的主要设计参数,且半径的灵敏度较孔中心位置大。研究成果可为弧形钢闸门排水孔设计及相关平板开孔问题提供参考。     

弧形钢闸门三维有限元优化分析

为探寻弧形钢闸门在静水压力作用下未开启状态的应力及变形规律,并在此基础上探寻改良优化措施以保障闸门运行安全,通过ABAQUS软件对某水库弧形钢闸门进行三维有限元应力、变形分析,由闸门在静水压力作用下应力及变形分布规律,得出面板及主横梁—支臂接缝处存在较大应力区。为此,从改善截面属性角度出发,针对主横梁—支臂接缝处应力集中现象提出加厚支臂及加角钢两种工程处理方式,发现闸门支臂最大应力区向支座处上移及整体应力减小现象,由此可得两种工程处理方式均能有效改善闸门支臂受力情况并保障工程安全,但从施工操作及改善效果而言,推荐采用加角钢的方式对闸门进行局部处理。     

蒙城弧形钢闸门的三维数值分析

基于有限元分析软件ANSYS建立了蒙城船闸上游弧形钢闸门的三维数值模型,计算分析了船闸在各种工况下的闸门应力、位移挠度等静力特性.并对弧形闸门进行了模态分析,计算了闸门在不同开度下的自振频率.     

浮箱式钢闸门三维有限元分析

基于大型有限元分析软件ANSYS，针对某大型浮箱式钢闸门的工作特点和受力方式，研究了浮箱门结构的三维有限元计算模型。通过不同工况的结构仿真计算，详细研究了浮箱门在各种控制情况下的变形和应力变化规律，对闸门的强度和刚度进行校核，并对闸门安全性进行了评估。     

锈蚀对弧形闸门工作性态的影响分析

利用ANSYS软件建立了某弧形闸门三维有限元模型并模拟其表面锈蚀,通过对比分析闸门表面未设锈坑、设置锈坑两种情况,得出锈蚀对弧形闸门内力分布及静力稳定的影响不可忽视、对现役工作闸门实行定期的检测和维护是必要的.     

某拦河蓄水钢闸门主梁优化及有限元分析

为改善水工钢闸门主梁腹板的应力分布,减小主梁挠度,提出了一种新型的主梁结构即实腹式双拱形主梁。以某露顶式拦河蓄水闸为例,利用有限元软件ANSYS分别建立了梯形变截面梁腹板模型和双拱形变截面梁腹板模型、梯形变截面主梁闸门和双拱形主梁闸门模型,对两种主梁和闸门分别进行静特性结构分析,比较两种主梁腹板和闸门各构件的应力及变形。结果表明,双拱形变截面梁闸门各个构件的最大折算应力比梯形变截面梁闸门基本小8%以上,位移挠度比梯形变截面梁闸门小14%左右。说明在强度安全和刚度校核时,双拱形变截面梁闸门优于梯形,在水工钢闸门主梁优化及设计时,可考虑采用双拱形变截面主梁。     

偏心铰弧形闸门振动特性研究

根据偏心铰弧形闸门的工作特点,建立了水体和闸门耦合作用的动力方程和弧形闸门的精细有限元模型,开发了基于ANSYS的动水压力附加质量求解模块,研究了闸门在不同开度和水头下的振动特性,为设计提供了科学参考.     

高强钢液化气球罐裂纹缺陷的分析与修复

通过多个项目的检验和试验，对高强钢液化气球罐不断产生表面裂纹(包括空载时)的现象进行探讨。经使用一周期后的检验，对修复工作进行验证。     

未焊透焊接缺陷尺寸对压力明钢管影响的有限元分析

水电站压力钢管在焊接过程中,易形成未焊透缺陷,给压力钢管运行带来不可忽视的危险。为此,基于有限元理论,运用ANSYS软件及其子模型技术,采用控制变量法对某水电站含未焊透焊接缺陷的厂房明管段钢管进行有限元静荷载计算,从应力及应力集中的角度分析了未焊透缺陷的尺寸对明管段钢管强度的影响。结果表明,在模拟尺寸范围内,缺陷处的应力集中系数介于1.32~5.26之间;缺陷处应力及应力集中系数的变化与缺陷的尺寸变化呈现一定的规律;未焊透缺陷长度、宽度、高度三个影响因素中,缺陷高度对结构强度影响最大,在实际工程中应引起高度重视。     

气动盾形闸坝盾板结构受力性能有限元仿真分析

为分析不同设计参数对气动盾形闸坝的影响,以某气动盾形闸坝为例,基于有限元软件ANSYS,研究盾板结构的受力特性。通过单因素敏感性分析方法,分析了盾板结构在不同水位工况、盾板厚度、肋板间距、气囊压力及气囊与盾板的接触范围对盾板结构位移和von-Mises等效应力的敏感性。结果表明,从正常蓄水位至溢流水位过程中,盾板的位移和应力增长速率较快;肋板间距、气囊压力及气囊与盾板的接触范围对盾板的位移和应力影响较大;而盾板的厚度敏感性较小。研究成果可为气动盾形闸坝盾板结构优化设计提供参考。     

大跨度弧形闸门静动力学数值分析

针对大跨度弧形闸门结构受力复杂且易发生弯曲变形和振动问题,采用有限元软件ANSYS对弧形闸门进行分析计算,对闸门主要部件的应力状态及变形情况进行了校核,分析了闸门自振频率的影响因素,全面评估了闸门的安全性能。并以目前国内跨度最大的某弧形闸门为研究对象,对不同工况下闸门的刚度和强度进行了计算,考虑流体与闸门之间的流固耦合作用,利用附加水体法分析了水体对闸门自振频率的影响,同时还研究了不同开度闸门自振频率变化情况。结果表明,弧形闸门总体强度和刚度满足设计要求,主要部件存在局部应力集中;水体作用使闸门的自振频率有一定程度的减小;随开度的增加,闸门的振动频率有不同程度的增加。     

平面弧形双开闸门流量系数影响因素分析

鉴于平面弧形双开闸门为一种具有弧形闸门和横拉门的新型闸门,其流量系数的研究尚处于起步阶段,采用物理模型方法分析了不同试验工况下平面弧形双开闸门流量系数影响因素。结果表明,当闸门开度不同时,相对淹没度与流量系数呈一定的曲线关系,且流量系数随相对淹没度的增加而降低;闸门入口处断面平均弗劳德数与流量系数呈线性关系,且此线性关系与闸门开度无关。     

基于有限元子模型的曲轴强度及耐久性分析

针对用传统方法分析曲轴强度及耐久性时遇到的模型规模大、计算耗时长等缺点,引入了有限元子模型法并对其应用进行研究.以某单缸柴油机曲轴为例,首先使用子模型法计算曲轴各圆角在单位载荷下的应力,然后再结合栽荷历程曲线计算曲轴在最大扭矩工况和额定工况的安全系数.计算过程和结果表明了用有限元子模型法分析曲轴强度和耐久性的可行性和有...     

基于workbench的双悬臂平面钢闸门稳定性研究

某水库三孔泄洪洞除险加固施工需临时封堵,拟采用双悬臂平面钢闸门整体封堵方案。利用有限元软件ANSYS workbench进行数值模拟,通过有限元法分析双悬臂平面钢闸门结构变形和应力分布情况。研究结果表明,该双悬臂平面钢闸门最大变形分布在闸门面板两侧边缘处,最大值为7.9 mm;最大等效应力分布在闸门主梁腹板中间段外边缘区,最大值为33.2 MPa,满足变形强度要求;安全系数均大于4.9,满足稳定性要求。数值模拟结果与实际工程相吻合,为该类闸门应用提供了依据。