基于有限元法的露顶式弧形闸门动力特性研究

利用已有载荷和材料参数在ANSYS中建立了露顶式弧形闸门有限元模型,利用有限元法的模态分析对闸门无水工况下全闭和有水工况下不同开度的动力特性进行了计算和分析。结果表明:角木塘弧形闸门出现共振的可能较小,高变形区和高应力区集中于支臂及斜支杆;角木塘弧形闸门的自振频率范围为4～19 Hz;有水工况下弧形闸门的自振频率相对于无水工况有一定的下降;随着闸门开度的增加,相应的自振频率随开度的增加而有所提高;闸门易振部位为支臂及门叶上下部悬臂端。该结果对露顶式弧形闸门的设计和动力特性的研究具有指导意义。     

白水坑水库泄洪洞三支臂弧形闸门设计

对白水坑水库泄洪洞露顶式三支臂弧形闸门设计特点作了简要的介绍,就闸门结构布置、支臂型式等结合工程特点,从设计的角度进行分析,并从技术面提供1种解决方案.     

支臂纵向连接系形式对弧形闸门的稳定性分析

为了解不同支臂纵向连接系的布置形式对弧形闸门稳定性的影响，以某水库溢洪道露顶式弧形闸门为研究对象，结合6种工程中常见的支臂纵向连接系的布置形式，利用有限元软件ANSYS对闸门模型进行静力分析和动力学计算。结果表明：支臂纵向连接系的布置形式对闸门支臂的影响较大，A字型支臂不适用于大跨度大半径露顶式弧形闸门；支臂纵向连接系的布置形式对闸门的固有频率影响较小；比较闸门各阶振型，支臂处最易发生振动。研究成果对弧形闸门支臂的优化设计具有一定的参考价值。     

弧门Π形框架主横梁与支臂单位刚度比的优化设计

弧形钢闸门是水利水电工程中应用十分广泛的门型。在实腹式主横梁式弧形闸门中，由主横梁和支臂构成的主框架是弧形闸门的主要承重结构。主横梁与支臂的单位刚度比是弧形闸门主框架设计的重要参数，它协调着框架内力的分配，其取值合理与否直接影响着整个弧形闸门的安全性和经济性。采用优化设计理论对工程实例中６０扇潜孔式和５０扇露顶式弧形钢闸门直支臂Π型框架进行了优化设计，从而得到这两种门型的主横梁与支臂单位刚度比的合理取值范围，并对取值影响因素作了分析     

基于ANSYS浅析表孔弧形闸门支臂及其支承结构静力特性

表孔弧形闸门作为重要的挡水设备,通常承受较大的静水荷载,并且全部经由支臂传递,故支臂及其支承结构的设计尤为重要.本文旨在通过大型有限元分析软件ANSYS对表孔弧形闸门进行建模,采用空间体系计算方法来模拟计算,以期计算结果更贴近实际工作情况,为后续支臂及其支承结构的设计提供参考.     

吊点布置对露顶式弧门支臂应力影响有限元分析

针对吊点布置对露顶式弧门支臂应力场分布及变形特性的影响,以某水电站的露顶式弧门为例,应用有限元分析软件ANSYS建立了仿真模型,计算了不同吊点布置情况下支臂应力场分布及变形特性,分析比较了不同吊点布置下的应力及变形差异。结果表明,对于露顶式弧形闸门,当吊点采用不同布置方式时,支臂的应力及变形存在较为明显的区别。该方法对优化露顶式弧门的吊点布置具有重要的参考价值。     

陕西天生桥水库溢洪洞弧形闸门设计

弧形钢闸门已被普遍应用于水利水电工程中。其中，露顶式的表孔弧形闸门，一般则设置于水库溢洪道或溢洪洞的进口，承担着水库渲泄洪水的重要任务，称为溢洪道的工作闸门。工作闸门及时而灵活的启闭，对水库枢纽的正常运行和对下游的安全至关重要。但由于各种原因，在某些水库上，也发生过闸门失事的情况，大量的有关统计资料表明，失事的闸门中以露顶式弧形闸门为多，失事的部位绝大多数是弧门的支臂。往往是闸门的门叶部分完好无缺，而偏心受压的支臂由于刚度不足而失去稳定，造成整个弧门的破坏．     

弧形闸门自振特性研究

以密云水库第二溢洪道弧门动力问题为背景，考虑禀不对闸门自振特性的影响，采用MSC公司开发的结构计算软件NASTRAN的流固耦合的附加质量数值模型，对该弧门的自振特性进行了分析。通过将该弧门自振频率的有限元计算结果与原型实测值进行对比，验证了有限元计算模型的正确性。同时，还探讨了流固耦合对换闸门自振特性的影响。结果表明，库水对弧形闸门自振频率和振型有显的影响，在弧形闸门设计中，支臂截面特性的选取对弧门的动力特性影响较大。     

三支臂弧形闸门结构自振特性研究

为了掌握某水电站三支臂弧形闸门的自振特性,建立了4种计算模式下的有限元模型,运用ANSYS软件计算了闸门的自振特性并对不同计算模式下的计算结果进行了分析比较,研究结果可为同类闸门结构的设计计算提供参考。     

弧形闸门自振特性的影响因素研究

应用有限元及弧门主框架自振频率理论计算方法,考虑流固耦合、弧门主横梁与支臂的单位刚度比、主框架材料用量及支臂的截面形式等因素的影响,对弧形闸门的自振特性进行了计算分析,指出：流固耦合对弧门自振特性的影响不容忽视,随水头的升高,不仅闸门的自振频率降低幅度较大,而且其相应的振型也发生了显著变化;采用不同的支臂截面形式及合理地改变支臂截面特性,可有效地改变闸门的自振频率。     

弧形钢闸门动力特性的影响因素

应用有限元方法和弧门主框架自振频率理论计算方法,考虑“流固耦合”、弧门主横梁与支臂的单位刚度比、主框架材料用量和支臂的截面型式等的影响,对弧形闸门的自振特性进行计算分析,得出“流固耦合”对弧门自振特性的影响不容忽视,随水头的升高,不仅闸门的自振频率降低幅度较大且其相应的振型也发生了显著的变化;采用不同的支臂截面型式和合理地改变支臂截面特性将有效地提高闸门的自振频率等对工程实际有一定参考价值的结论。     

南陵县漳河生态蓄水工程闸门设计

因特殊的规划条件及景观要求,南陵县漳河城区段景观蓄水工程采用了一种新型结构的弧形闸门,跨度及开启角度为安徽省之最.闸门结合潜孔式弧门与露顶式弧门的特点后进行结构设计.本文就该门设计特点进行介绍,并通过有限元软件对闸门强度、刚度进行相关的计算验证,对弧门自振特性进行分析.     

小浪底工程一号明流洞弧形闸门设计

结合小浪底工程1号明流洞弧形闸门大孔口、高水头的特点，详细地介绍了闸门结构布置、支承型式、止水型式、模型试验、有水试验和运行情况，结果表明：闸门的设计合理，运行可靠，对大孔口、高水头闸门的支承及止水型式、门叶结构及支臂联结系等设计具有参考价值。     

弧形闸门主框架主横梁与支臂单位刚度比常用取值范围研究

在分析弧形闸门主框架主横梁与支臂单位刚度比的基础上 ,运用结构优化设计理论 ,分别对规范推荐的π形、斜支臂及门形三种门型的主框架进行优化设计 ,并对各门型的单位刚度比常用取值范围随闸门宽度与面板曲率半径之比值、宽高比、横梁截面高度与支臂截面高度之比值三者间的变化规律进行分析 .结果表明 :三种门型主框架单位刚度比的常用取值范围为 :潜孔式π形主框架为 6～ 12 ;露顶式π形框架为 3～ 9;斜支臂框架为 3～ 7;闸形框架为 2～ 12 .弧形闸门跨度与面板曲率半径之比或跨高比较大时 ,单位刚度比取小值 ;反之取大值 .     

弧形闸门制造(一)

一.概述钢闸门是水利水电工程的重要组成部分,种类很多,主要是平面闸门和弧形闸门两种。弧形闸门又分为表孔(也叫露顶)弧形闸门和潜孔(也叫深孔高压)弧形闸门。弧形闸门的门叶和支臂均系大型焊接结构,采取正确的制造工艺和掌握构件焊接变形的规律,是保证制造质量的关键。     

露顶式弧形闸门侧止水结构的改进

本文根据露顶式弧形闸门侧止水结构形式以及封水原理 ,结合滦河大黑汀水库 2 8孔溢流闸门侧止水改进后的实际效果 ,阐述对露顶式弧形闸门侧止水结构进行改进、消除闸门漏水的可行性和必要性。     

弧门Ⅱ开明框架主横梁与支臂单位刚度比的优化设计

弧形钢闸门是水利水电工程中应用十分广泛的门型，在实腹式主横梁式弧形闸门中，由主横梁和支臂构成的主框架是弧形闸门的主要承重结构，主横梁与支臂的单位刚度比是弧形闸门主框架设计的重要参数，它协调着框架内力的分配，其取值合理与否直接影响着整个弧形闸门的安全性和经济性。     

超大型弧门动态调试过程及下泄流量计算分析

洪都拉斯帕图卡Ⅲ水电站大坝为混凝土碾压坝,为了维持电站库区水位及保证电站在汛期的安全,大坝上配置5孔弧形闸门(闸门为露顶式);其主要结构特点是门叶通过三叉支臂与支铰连接,通过液压缸式启闭机操作闸门开启或关闭。由于闸门尺寸较大,安装及调试等过程的质量控制难度较大,并且需要注意的问题也特别多,因此对调试过程中的注意要点及闸门开启过程的下泄流量进行了计算分析。图1幅。     

基于流固耦合的弧形闸门-闸墩体系的流激振动研究

实际工程中弧形闸门与闸墩联系紧密,在水流脉动压力下二者相互影响,形成一个体系。为了揭示闸门与闸墩的相互影响规律,采取流固耦合理论对弧形闸门-闸墩体系开展流激振动研究。以某水利工程弧形工作闸门为例,针对弧形闸门单体和弧形闸门-闸墩体系分别建立三维有限元模型,计算两种模型的自振频率,基于模态分析的结果对两种模型进行动力响应分析,总结闸门和闸墩在动力特性和流激振动响应方面的相互影响规律。结果表明：闸墩对闸门动力特性及动力响应具有较大影响,考虑闸墩影响时,弧形闸门自振频率下降,其中以支臂振动为主的第4阶自振频率下降幅度最大,为61.45%,面板及支臂顺河向动位移分别减小44.58%及增大37.93%,面板及支臂动应力分别下降41.70%及增加30.71%;闸门流激振动对闸墩应力有显著影响,相较于闸墩按动力系数计算的最大应力增大了4.713 MPa。采用弧形闸门-闸墩体系模型可以更加准确而全面地评估弧形闸门及闸墩在流激振动下的安全特性。     

基于ANSYS的弧形钢闸门自振特性分析

以某工程弧形钢闸门为例,通过ANSYS软件构建弧形钢闸门有限元模型,并进行闸门闭门和刚刚提升两种状态时前10阶的自振特性分析。结果表明：闸门结构各阶振动频率的振型表现有明显不同,闭门状态时闸门结构和水流脉动频率发生共振的可能性较小,刚刚提升状态时发生共振的可能性增大;随着阶数的增加,闸门自振频率也逐渐增大,应采取必要的工程措施,减少闸门结构和水流脉动频率发生共振的可能性。