上海市清水河泵闸平面下卧式闸门流激振动分析

采用模型实验与数值计算相结合的方法来计算上海市清水河泵闸平面下卧式闸门流激振动响应,计算时考虑了脉动压力的时空相关性及不同频率分量上相关程度的不同,并根据计算结果对闸门的动水稳定性进行分析,为这种新型闸门的设计提供可靠依据。     

涌潮荷载作用下大型桁架式平面闸门动力响应仿真分析

通过三维有限元数值模型进行涌潮荷载作用下大型桁架式平面闸门动力响应仿真分析,研究大型桁架式平面闸门的结构动力特性,得出流固耦合条件下闸门结构的振动频率变化特征。在此基础上,通过涌潮荷载作用模拟对结构的动力响应进行仿真计算,得出闸门动位移和动应力值。采用水弹性振动模型对闸门结构的涌潮动力响应进行试验验证。验证结果表明,仿真计算结果与试验结果基本一致,仿真计算结果合理。最后,针对局部应力集中现象对闸门结构进行修改优化,并提出抗振优化方案。     

基于SolidWorks和ANSYS Workbench的平面钢闸门三维有限元分析

大型水工平面钢闸门结构复杂,在以往刚度、强度校核时,按照常规平面体系得到的计算结果不能有效反映闸门的空间效应。本文基于SolidWorks和ANSYS Workbench软件对浑河闸水利工程的平面钢闸门进行三维有限元分析,对面板、主横梁等主要构件进行强度和刚度校核。从分析结果可以看出,面板和主梁的强度、主要受弯构件的刚度计算结果均小于材料容许值,证明该方法切实可行,可为平面钢闸门的设计、安全检测和评价提供参考依据。     

潜孔弧形闸门静力有限元分析结果对平面体系计算结果的验证

目前,对于弧形钢闸门刚度、强度校核基本上是按照常规的平面体系进行结构计算,其计算结果不能有效反映闸门的空间效应。对于空间效应较强、结构较为复杂的大型水工钢闸门,宜用空间有限元复核计算结构。介绍了利用ANSYSY软件对某电站泄洪闸弧形闸门进行的三维有限元分析。从结构刚度和强度两个方面,对在最大水压力作用下闸门的安全性进行了分析,得出了一些有益结论并用于指导某电站的闸门设计。对初学三维设计者具有一定的参考意义。     

石泉水电站大跨度平面工作闸门的计算和分析

在水利水电工程中,平面钢闸门的应用是十分广泛的。由于平面闸门是一个承受弯曲作用的板梁组合结构,所以按照平面体系方法进行结构简化计算时,事先应假定荷载传递分配路线,并将闸门分解成单独的板、梁、柱和支承等构件。按照这种简化方法计算,其成果与原型观测的结果往往有较大的出入。为此,笔者根据石泉水电站中孔闸门的原型观测、设计     

基于ANSYS的平面闸门自振特性研究

以某水利工程平面闸门的动力学问题为背景,考虑流-固耦合对闸门结构自振特性的影响,应用大型有限元分析软件ANSYS对平面闸门的自振特性进行分析研究.建立了该平面闸门的实体模型和有限元模型,分析了平面闸门在无水和有水状态下不同闸门开度的振动特性,并计算出了闸门的自振频率和振型.结果表明,水体高度对平面闸门自振频率和振型有着显著影响,尤其是对低阶的振动频率影响更为显著.     

平面钢闸门吊钩强度计算分析

借鉴起重机吊钩计算方法,对水工平面钢闸门吊钩危险截面的应力进行理论计算,并采用有限元分析法对吊钩进行仿真计算,分析计算结果的可靠性和闸门启闭过程中吊钩应力、应变的分布规律。     

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。     

多主梁多定轮平面闸门定轮载荷计算

以某水利枢纽工程泄洪排沙洞多主梁多定轮平面事故检修闸门为背景,应用ANSYS软件对不同工况下采用不同节间联接形式时的定轮载荷进行了计算分析,为最终设计方案的选定提供了技术依据,载荷计算结果对同类闸门结构的设计计算也有参考意义。     

平面定轮闸门三维有限元分析

本文利用软件对某水闸平面钢闸门主梁、次梁作了三维有限元变形、应力计算,得到该闸门在静水压力下的变形及应力分布规律,对其刚度、强度进行了校核,得出了一些有益的结论,并与传统的设计计算书作对比。     

弧门自重估算公式研究

为研究出能够准确估算弧形闸门重量的估算公式,在使用偏差20%的闸门百分数衡量闸门自重估算公式精度的基础上,同时考虑了估算结果与闸门实际自重相差较大的区域,提出了偏差50%的闸门百分数的评判公式精度的标准。估算弧形闸门重量的公式采用G=α(PB)β,结合三本《水工闸门技术特性手册》中的514扇弧形钢闸门数据进行回归分析,利用所得公式计算闸门的理论自重,并根据数理统计理论将理论自重与其实际自重进行比较,去除设计不合理的闸门数据后再次回归分析,求出了α与β的具体数值。研究得到的弧形闸门自重估算公式具有较高精度,可作为评判弧形闸门设计是否合理的依据。     

水闸钢闸门可靠指标及分项系数的校准

分析水闸钢闸门所受静水压力的统计参数,采用JC法对水闸钢闸门构件的可靠指标进行初步校准,计算结果表明:闸门构件可靠指标满足一级建筑物的安全水准;提出钢闸门结构设计目标可靠指标的取值建议.根据可靠指标及用钢量与现行规范校准的目标可靠指标及用钢量相比变化不大的原则,采用最小二乘法优化得到结构系数的取值为1 45.     

弧门型钢混凝土闸墩内型钢布置形式研究

为研究闸墩内型钢布置形式对闸墩工作性能的影响,依据弧门支座附近闸墩局部受拉区配钢量不变原则,基于ANSYS软件建立不同布置形式的型钢混凝土闸墩模型,分别从闸墩位移、应力、裂缝分布和承载能力4个方面对闸墩内型钢布置角度和数量对闸墩工作性能的影响进行对比分析,得出型钢布置形式对型钢混凝土闸墩工作性能的影响规律。结果表明:对称荷载作用下,随着型钢数量增加,型钢混凝土闸墩位移、应力逐渐减小,承载能力逐渐增强;非对称荷载作用下,随型钢数量的增加,闸墩位移先减小后增大,闸墩应力变化不明显,闸墩承载能力先增强后减弱;保持型钢数量不变,随着布置角度的增加,型钢混凝土闸墩位移、应力先减小后增大,型钢布置扩展角为20°~30°时,闸墩裂缝扩散速度较慢。综合考虑,提出型钢混凝土闸墩内采用三根型钢以25°扩展角进行布置时为较好布置形式,这一结论在型钢混凝土闸墩设计中具有推广和应用价值。     

钢筋混凝土结构开裂的非线性模型应用研究

本文采用三维非线性有限元方法,选用塑性损伤及弥散裂缝模型模拟混凝土,选用通用的理想弹塑性模型模拟钢筋。首先对钢筋混凝土悬臂梁开裂后应力进行计算,计算结果与解析解的对比验证了模型的正确性;然后将上述模型应用于实际工程—丹达河水电站拱坝闸墩的计算分析中。结果表明:采用上述模型时,计算结果合理,对于混凝土材料非线性关系的模拟是行之有效的,以丹达河水电站拱坝闸墩为例,计算成果可作为闸墩配筋设计的依据。     

基于预应力实测资料的闸墩结构安全评估研究

针对闸墩中孔周边区域应力分布复杂的问题,进行三维有限元分析。为准确评估中孔闸墩结构运行期的安全性,根据整体拱坝模型计算结果,运用子模型方法,获取各种工况下中孔闸墩结构的局部边界条件,基于锚索测力计实测数据,建立考虑时效、外界温度及上游水位波动等影响的预应力回归模型。在此基础上,采用三维非线性有限元分析方法对西南某碾压混凝土拱坝中孔闸墩结构进行全面安全评价。计算结果表明:当前工作状态下,闸墩结构应力分布规律与设计状态基本相同,颈部最大法向应力为1.27 MPa,出现在左中孔右边墙位置,小于允许拉应力1.54 MPa,满足闸墩抗裂要求。     

平面钢闸门定轮与轨道接触问题有限元分析

平面钢闸门定轮与轨道间的接触,是决定闸门支承体系承载能力的关键。以某水电站泄洪底孔事故闸门支承体系为例,以模型试验为参照,采用ABAQUS软件模拟闸门轮轨接触时的工作状态,着重对定轮与轨道接触时的受力性能进行有限元分析,并将试验结果和理论值对比,分析了定轮和轨道接触应力的分布规律,验证了闸门支承体系的可靠性。为闸门的安全运行及类似的工程设计提供参考。     

中美水工钢闸门面板设计公式比较分析

通过对中美钢闸门设计规范中面板设计公式的比较与分析,指出中美闸门面板设计方法的异同点,并通过具体计算,得到两种设计方法下闸门面板厚度的相对误差随区格长宽比b/a的变化曲线,并在此基础上,根据我国钢闸门可靠度研究的结果,给出了建议的闸门面板可靠度计算公式?     

水工钢闸门结构系数的确定

在前期所做的对闸门设计规范可靠度校准的工作基础上，根据《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》等规范的有关规定，对闸门设计规范承载能力极限状态设计表达式中的5个分项系数的取值作了说明，根据给定的目标可靠指标及用钢量与现行规范相比变化不大的原则，着重对结构系数的取值作了计算分析，提出了结构系数的取值建议，为闸门设计规范采用可靠度理论设计方法提供了一些基本思路，结果可供闸门设计规范修订时参考。     

水工钢闸门主梁的最优梁高

对水工钢闸门主梁高度的确定多以经验公式为主,理论不完善,未全面考虑截面形式与支座位置对梁高影响的问题,依据现行钢闸门设计规范,以满足强度、刚度、稳定性和几何构造要求为约束条件,以主梁和竖向隔板总用钢量最小为目标函数,分别建立单轴、双轴对称截面下的简支式和双悬臂式主梁梁高的优化模型。采用半解析法推导出简支式和双悬臂式主梁的最优梁高理论公式。通过与已建工程对比,结果表明:推导的最优梁高公式计算的梁高均与实际工程中的梁高接近,且公式有进一步优化的空间;通过减小隔板高厚比与主梁腹板高厚比可达到降低梁高的目的。该理论公式一方面可应用于工程实践,另一方面也可为完善规范提供理论基础。