水工钢闸门三维参数化设计理论基础与工程实践

文章阐述了水工钢闸门三维参数化设计的理论基础,包括闸门三维参数化建模的适用性、总体技术路线、基本原理、模型架构及模型参数化的平衡问题;总结了水工钢闸门三维参数化设计的技术关键和优缺点;介绍了水工钢闸门三维参数化设计的工程实践应用情况。     

基于CATIA参数化钢闸门模型的工程分析与优化

基于CATIA参数化建模的研究成果,在三维模型的基础上对钢闸门进行工程分析。将得到的闸门应力、位移大小及分布情况,对比工程及规范要求,分析闸门的结构形式及各部件尺寸是否合理,并结合分析结果调整三维模型参数,对钢闸门结构进行优化。实际应用效果表明,该方法有效提高了钢闸门的设计质量与效率,可在工程设计中推广应用。     

CAD/CAE技术在钢闸门数字化设计中的应用

针对钢闸门传统设计工作中存在的设计方法不够合理,设计任务量大、效率低,设计与数字化工程建设需求脱节等问题,结合CAD/CAE技术与优化设计理念,深入探索了钢闸门数字化设计的新思路,形成了一套适用于钢闸门数字化设计的方法,并重点对其建模技术、模型转换技术及工程分析技术作了详细的阐述。在钢闸门模板数据库支持下,对某工程平面钢闸门进行数字化设计,在高效完成钢闸门三维参数化建模、有限元模型转换、结构计算及优化等设计内容的同时,最大程度实现了结构的安全性与经济性的统一。钢闸门数字化设计方法的应用有效提高了闸门的设计效率与质量,可为今后工程行业钢闸门数字化设计推广提供技术指导。     

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。     

考虑流固耦合效应的弧形钢闸门地震动力响应研究

在地震高发的中国西南地区,地震激励对弧形钢闸门的安全持续稳定运行影响较大,有必要对弧形闸门在地震作用下的动力响应及安全性进行研究.以某工程表孔弧形钢闸门为例,通过建立考虑水体和结构耦合作用的三维数值模型,研究了弧形钢闸门地震动力响应,然后利用重力坝-库水流固耦合模型验证了计算方法的准确性和有效性,最后对弧形钢闸门进行动...     

弧形钢闸门三维有限元静力安全评价

针对长期服役且不具备原型检测条件的水工钢闸门的安全评价问题。采用三维有限元法直接 建立钢闸门的真实几何模型和有限元模型,对闸门结构进行常用运行工况和瞬间开启工况下的强度和 刚度分析,并依据钢闸门设计规范对其安全性进行评价。以新疆乌鲁瓦提水利枢纽冲沙洞弧形钢闸门 为例,通过分析得出,两种分析工况下弧形闸门结构的强度和刚度均满足当时和现行钢闸门设计规范的 要求;闸门启门力对闸门整体结构的强度和刚度有很大的影响,尤其对闸门顶梁结构和上主横梁结构的 强度影响极大,顶梁板结构的强度降低 2．61倍,刚度降低 18．24％。为钢闸门安全评价提供了切实可行 的分析方法,为钢闸门的安全评价提供了借鉴,同时也为完善钢闸门产品设计提供了理论基础。     

不同止水方式对平面钢闸门静力特性影响分析

为得到前、后止水两种止水方式对平面钢闸门静力特性的影响,以某水工平面钢闸门为例,借助有限元软件建立了两种不同止水方式的某水闸三维有限元模型,从构件的应力分布及挠度变形两个方面展开研究。计算结果表明:闸门各构件应力均满足强度要求,但局部易出现应力集中现象;两种止水方式对于平面钢闸门的应力分布影响主要在于面板、主横梁、边梁;采用后止水时,平面钢闸门的抗变形能力更强。计算结果可为同类水闸工程止水布置及结构的设计提供参考。     

用参数化方法开发平面钢闸门CAD系统绘图模块

PGCAD(P1ane Gate Computer Aided Design)系统是一个功能齐全、易于使用、实用价值很高的交互式平面钢闸门CAD软件系统。绘图模块是平面闸门CAD系统最重要的功能模块之一，它从数据库中读取设计计算的结果，根据闸门的几何模型自动绘制闸门施工图纸，可以几十倍乃至上百倍地提高工作效率。现介绍应用参数化方法开发平面闸门CAD系统绘图模块的方法与技巧。     

基于Inventor软件的三角闸门主体结构三维设计

结合钢闸门的设计特点,提出了二维和三维相结合的参数化建模方法。本文以上海市大治河西枢纽二线船闸设计为例。通过Inventor软件中的三维草图功能,对闸门网架结构进行参数化建模,提高了设计工作的效率和准确性。     

应用ABD进行水工钢闸门三维设计思路

介绍了以乌沙河泵闸枢纽工程钢闸门三维设计为工程实例应用ADB软件进行三维设计的思路,分析了其设计特点,并总结了ABD和其它三维软件相比的优缺点.     

基于CATIA的钢闸门参数化建模技术研究

为有效利用CATIA软件开展水工钢闸门的三维设计,提出了一种新的设计模式,即"参数提交—设计计算—参数化快速建模—有限元分析校核—工程图优化调整"。基于CATIA的钢闸门参数化建模研究,确立了水工平面钢闸门CATIA三维参数化的基本思路和关键参数。通过对CATIA软件的定制及应用CATIA CAA等进行二次开发,形成了面向用户的水工钢闸门快速设计工具。研究成果不仅提高了水工平面钢闸门的建模效率,也为研发其他水工钢闸门建模技术奠定了基础。     

斐济南德瑞瓦图水电站隧洞进口事故闸门结构应力有限元计算与分析

依托商用有限元软件ANSYS为平台建立了实体闸门三维有限元模型,经过仔细划分单元后,模拟施加闸门所承受的各种荷载,计算闸门的应力分布情况,并对计算结果进行分析,发现某些结构件的尺寸可以根据计算结果适当调整,使钢闸门的设计更加安全、经济、合理。     

基于CATIA的水工金属结构型材库开发与应用

结合水工金属结构专业的特点,将CATIA结构设计模块（SR1）引入到水工金属结构领域,创建了水工金属结构型材库。以某水工平面钢闸门为例,阐述了结构设计模块在水工钢闸门设计中的应用过程。与纯粹的零件设计模块相比,极大地缩短了闸门三维设计的时间,提高了设计效率。可在水工金属结构专业推广应用。     

平原地区低水头水工钢闸门面板的最优结构布置

钢闸门是水工建筑物的重要组成部分,面板的结构设计是整个闸门结构设计最主要部分之一。文章以平面钢闸门为例,运用MATLAB语言构建水工钢闸门面板的优化模型,通过纠偏函数不断调整水平次梁的位置来到达面板受力均匀的目的,最后根据计算结果对钢闸门面板结构进行了优化设计。     

滚动型平面钢闸门三维有限元分析

滚动型钢闸门是一种常见的钢闸门形式,其结构安全性直接关系到水工建筑物能否正常发挥功能。本文基于ANSYS对滚动型平面钢闸门进行三维有限元分析,对钢闸门主要构件进行强度和刚度校核,并对钢闸门滚轮结构进行精细模拟。结果表明,钢闸门主要构件满足材料强度、刚度要求,但在滚轮轴与门叶连接部位存在应力集中现象,在设计和制造过程中应予以重视。     

基于MS的水工钢闸门三维设计

介绍基于MicroStation三维设计过程,并以唔溪口水利枢纽工程中溢流坝底孔工作闸门为例,详细阐述了钢闸门的三维设计方法,并对三维设计的优势和不足作出对比分析。最后总结了基于ProjectWise工作平台的水利项目三维协同设计过程。     

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。     

基于检测数据的弧形钢闸门支臂可靠度分析

锈蚀导致钢闸门的静力和动力特性发生变化的同时,改变了闸门体系的可靠度.为研究锈蚀对钢闸门可靠度的影响,本文基于现场检测数据分析了闸门锈蚀特性,采用三维有限元方法分析弧形钢闸门支臂应力,并计算了支臂的可靠度.结果表明,本文提出的方法可准确地计算钢闸门支臂的可靠度,以判定闸门的安全性.     

马甸桁架弧形闸门有限元分析

研究和建立了能真实反映闸门应力和变形的有限元模型，根据马甸弧形桁架闸门锈蚀后的实测尺寸，进行了三维有限元计算；以《水利水电工程钢闸门设计规范》和《水利水电金属闸门结构报废标准》为标准．对该闸门的应力强度、刚度、稳定进行校核。     

基于Autodesk Inventor的平板钢闸门三维参数化建模方法

应用目前先进的自顶向下的设计理念,使用三维Autodesk Inventor软件为工具,以平板钢闸门门叶装置为例,详细介绍了主骨架模型与主导零件相结合的参数化建模方法及虚拟装配中各零件之间的干涉检查,此参数化设计思路对于其他机械的设计,具有很好的参考价值。