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。     

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。     

基于ANSYS的浑河闸钢闸门结构应力有限元分析

水工钢闸门等金属结构的安全评价和复核计算应定期进行,有限元方法相比传统的电测方法在工况模拟、可操作性和经济性等方面有着诸多优势。文中基于ANSYS软件对浑河闸枢纽工程的钢闸门进行有限元数值模拟,对闸门主要构件包括面板和梁系结构进行分析校核。从数值模拟结果可知,闸门主要构件的强度、刚度计算结果均不大于所用材料的容许应力和挠度值,满足规范和工程运行要求。有限元方法的引入可以为电测方法测点的布置和量测提供基础数据,为钢闸门的设计、安全评价和复核计算提供参考依据。     

弧面三角闸门的静力数值分析

基于大型有限元分析软件ANSYS,以夏仕港船闸弧面三角闸门的静力学分析为背景,建立起闸门的有限元模型。综合考虑重力、风载荷、水压力等主要载荷影响,对闸门在蓄水与通航条件下进行静力分析,得出不同工况下闸门的应力及变形分布情况,并对闸门强度、刚度和稳定性进行校核,评估出闸门的安全性。结果表明:船闸弧面三角闸门的整体以及各构件满足强度、刚度、稳定性要求,该研究为同类型水工钢闸门的设计与校核提供理论参考。     

基于ANSYS的支臂卧倒式钢闸门设计研究

结合胶州市云溪河防洪闸工程设计实例,利用ANSYS软件有限元法对闸门结构进行设计,建立了闸门三维结构分析模型.分析了闸门主要构件的应力、变形状况,校核了闸门的强度和刚度.计算结果表明,闸门的结构应力和变形均能满足规范和设计要求,其整体稳定性能得到保证.     

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。     

水工钢闸门构件剩余寿命估算和可靠性分析

运行多年的水工钢闸门都不同程度存在锈蚀现象,严重的锈蚀会导致水工钢闸门构件强度的降低,影响钢闸门的运行安全.如何对既有水工钢闸门进行合理鉴定,并估算其剩余寿命和可靠性是一个值得探讨的课题.主要采用数理统计理论的方法,结合工程实践,探索水工钢闸门结构在不同锈蚀条件下的剩余寿命估算方法,分析既有(包括超期服役)水工钢闸门剩余寿命的可靠性.     

基于ANSYS的三支臂弧形钢闸门拓扑优化布置

基于拓扑优化理论,以结构最大刚度为目标函数,采用ANSYS拓扑优化功能对三支臂弧形钢闸门进行了布置优化,得出了三支臂弧形钢闸门的合理结构布置形式.并结合实例对优化成果进行了静动力分析比较.结果显示,拓扑优化后的闸门结构,其强度、刚度及稳定性都有一定的提高,优于原始布置结构.此方法可以为水工钢闸门结构布置创新提供一定的参考.     

白山深孔弧形钢闸门安全性检测与分析

文中主要介绍了白山深孔弧形钢闸门的检测内容和方法,着重阐述了三维有限元方法在钢闸门检测中强度、刚度的分析应用。根据检测结果和复核计算结果得出:该闸门运行正常,能够满足强度、刚度要求。     

在役水工钢闸门检测和安全鉴定

水工钢闸门是水工建筑物的主要挡水结构,在服役期受周边环境和运行荷载的影响,将发生防腐涂层剥落、钢板锈蚀、磨损、变形等破损形式。为确保闸门结构安全、满足水工建筑物日常效益的发挥,需对在役水工钢闸门进行科学合理的抽样检测分析和安全鉴定。胥口水利枢纽节制闸安全鉴定基于先进仪器的检测和科学的数据处理分析,为充分发挥闸门的承载能力,采用空间静力有限元对其结构进行强度和刚度复核,评估认定该节制闸钢闸门满足规范要求,能够安全正常使用。     

ANSYS Workbench在水工铸铁闸门三维有限元分析中的应用

铸铁闸门是水利工程中一种典型的金属结构,其受力分析在以往的安全评价中往往被忽略,同时现有的电测方法在测量铸铁闸门时存在较大的局限性。ANSYS Workbench作为新一代的有限元协同仿真环境,适合处理三维有限元分析问题。文章基于ANSYS Workbench对铸铁闸门进行三维有限元分析,对面板、横梁、纵梁等主要构件进行强度和刚度校核。分析结果表明:闸门主要构件的强度、刚度计算结果均小于材料容许值,证明该方法切实可行,可为铸铁闸门的设计、安全检测和评价提供参考依据。     

现役水工钢闸门正常使用寿命预测

 针对目前水工钢闸门结构正常使用寿命预测方法缺乏足够理论依据的问题,基于可靠性原理,确定了现役钢闸门结构构件最低可靠度设置标准。提出了基于可靠度理论的现役钢闸门结构构件正常使用寿命预测算法,采用可靠度理论推导出了钢闸门结构构件正常使用寿命预测的近似计算公式,并对工程实例中闸门使用寿命进行了预测。算例结果表明,该方法对闸门构件使用寿命的预测是有效的。     

水工钢闸门结构可靠度校准分析

采用一次二阶矩的近似概率法．利用统计分析所得的数据,对现行《水利水电工程钢闸门设计规范》中的构件强度可靠指标进行了校准计算和分析。计算结果表明．闸门构件强度可靠指标基本满足一级建筑物安全水准。提出了水工钢闸门结构设计目标可靠指标的取值建议．可供《水利水电工程钢闸门设计规范》修订时参考。     

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。     

平面钢闸门焊接主梁腹板稳定分析

露顶式平面钢闸门的主梁是闸门的主要受力构件。因此,不仅强度应该予以保证,而且腹板的局部稳定也必须予以保证。所以在设计主梁时,除验算其强度满足要求外,还必须对其腹板的局部稳定进行验算,从而根据不同情况配置加劲肋。这是平面钢闸门设计中的一个重要问题,它直接影响着闸门     

主横梁式弧形闸门的优化设计

目前国内的闸门设计,一般仍采用初定闸门的结构布置和各构件的断面尺寸,然后对各构件分别进行强度、刚度和稳定性的验算,根据验算结果作适当修正后,一般就作为最终采用的设计方案。有些闸门设计,虽然也作了一些方案比较,但由于受计算工作量的限制,只     

浑河闸钢闸门结构应力检测与分析

水工钢闸门等金属结构应按规范要求定期进行安全检测。文章采用电测方法对浑河闸21号钢闸门的结构静应力、动应力进行了现场检测。根据相关规范计算钢闸门主要构件的容许应力,并与静应力、动应力实测值进行比较分析。分析结果表明:钢闸门的结构静应力、动应力均小于材料的容许应力值,满足规范和工程运行要求。     

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。     

水工钢闸门腐蚀检测技术与剩余寿命预测研究

水工钢闸门由于长期处于恶劣的运行环境,易发生不同程度的腐蚀,造成钢闸门构件强度的降低,影响结构的运行安全。针对这种现象,如何采取合理有效的腐蚀检测措施,并估算钢闸门的剩余寿命值得深入研究。依据有关规范和工程实际检测的经验,介绍了多种腐蚀检测技术,包括差分盒维数法、图像处理法、超声波测厚法等,并对拉(压)构件、受弯构件及型钢构件的剩余寿命预测公式进行了总结分析。研究成果可为实际检测工作的开展提供一定的借鉴和参考价值。     

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。