弧形闸门斜支臂空间角度分析

大型弧形闸门斜支臂空间角度易出现混淆和错误，且其微小的误差会造成结构上的很大误差，影响弧门的制造、安装及运营安全。因此，对弧门斜支臂的几个关键空间角度进行定义区分和计算，并以实际工程弧形闸门为例，分析斜支臂各关键角度对闸门制造和安装精度的影响程度，进而提出可提高制造和安装精度的措施，以供后续斜支臂弧形闸门设计、制造和安装参考。     

基于混沌理论的弧形闸门支臂振动特性

为了研究弧形闸门支臂的振动问题,采用混沌理论对时间序列进行处理,确定延迟时间τ、嵌入维数m进行相空间重构,并计算时间序列的混沌特征值,进而研究弧形闸门在启闭过程中振动的复杂性。以某水电站弧形闸门支臂振动为研究对象,根据支臂振动加速度原型观测资料,分析不同开度的振动情况,发现启门振动的复杂程度高于闭门工况,小开度的振动复杂程度更高,且支臂振动的复杂程度为与面板连接位置最大,与闸墩连接位置最小,中间位置介于前两者之间。为弧形闸门短期振动预测提供了支持。     

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。     

船舶撞击作用下弧形闸门的动力响应

为得到水工弧形闸门正常运行时在船舶撞击作用下的动力响应,预测了闸门可能出现的破坏模式,评价了闸门结构安全并探寻有效的防护措施,采用非线性有限元数值方法,考虑闸门材料的弹塑性、失效及结构大变形,模拟船舶正面撞击弧形闸门过程,分析了弧形闸门结构瞬态动力响应。计算结果表明,闸门结构安全防护重点区域为垂直隔板、边梁与上主横梁相交的部位,闸门支臂结构的振动明显,其动力稳定性问题需引起重视,并提出加大隔板、边梁的梁高,提高钢材强度,增设加劲板及在闸门上游适当高程设置横跨于闸室的柔性防撞缆索,以吸收撞击船动能,减小撞击荷载等安全防护措施。     

基于模态分析和遗传神经网络的闸门锈蚀损伤研究

闸门结构破坏的主要形式为钢结构的失稳破坏，而钢材的锈蚀势必会造成钢闸门结构动力性能的不稳定。鉴于水动力作用对闸门的动力性能有重要影响，综合考虑水体流固耦合作用对弧形闸门进行动力分析，选取支臂进行锈蚀损伤模拟。在支臂局部锈蚀即小面积锈蚀情况下，应用应变模态这一局部评价指标可以明确判断出闸门的锈蚀位置，结合遗传神经网络有效预测，可以分析出该锈蚀位置后续损伤引起的应变模态数值变化，确定该位置的锈蚀影响率。当锈蚀影响率超过60%时，会引起闸门斜腹杆沿垂直杆轴方向的振动破坏形式，为弧形闸门损伤的评估判定提供依据。     

浅谈表孔弧形闸门的支臂设计

大型表孔弧形闸门支臂设计方向是以"V"A"型结构代替传统框架结构,使支臂易计算且提高安全性,也给制造安装带来了许多方便。本文就"V"A"支臂的设计加以简单介绍。     

滑坡涌浪作用下弧形闸门动力响应数值分析

库岸滑坡是一种常见的地质灾害,滑坡体入库后诱发的涌浪可能会严重威胁库区内闸门结构稳定性。针对弧形钢闸门在滑坡涌浪作用下的动力响应问题,以某深孔弧形工作闸门为例,通过自编有限元程序模拟滑坡涌浪过程,将计算出的涌浪动水压力转化为闸门的节点荷载,基于动力时程法得到闸门动力响应,并结合闸门静力计算结果进行对比分析。结果表明,在滑坡涌浪作用下,主梁后翼缘和竖梁后翼缘的应力响应最大,闸门各个构件中支臂的位移响应最大;相比于正常蓄水位时的滑坡涌浪,死水位时的滑坡涌浪对闸门结构应力和位移响应的影响更大。     

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。     

能源知识

正屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷,主要包括线性屈曲和非线性屈曲分析。非线性屈曲分析包括几何非线性失稳分析,弹塑性失稳分析,非线性后屈曲分析等。屈曲也是钢制安全壳结构可能失效的一种形式,安全壳结构示意图及圆柱壳段实际结构如下图所示,安全壳包括设备闸门和人员闸门等开孔。考虑材料非线性和几何大变形等,研究开孔和补强等因素对圆柱壳轴压屈曲行为的影响。     

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.     

小湾水电站弧形工作闸门轴铰接触分析

针对三维有初始间隙的弹性摩擦接触问题,采用新的接触算法——有限元混合法对小湾水电站底孔弧形工作闸门支铰进行接触分析。计算结果表明,虽然支铰个别点的最大压应力超过了局部承压容许应力,但由于该处基本处于三向受压状态,最大剪应力小于抗剪容许应力并不会导致屈服破坏,因此小湾水电站底孔弧形工作闸门支铰的强度满足要求。     

开度对各体型弧形闸室突跌后空腔长度的影响

空腔的长短对于高水头、大流量泄水建筑物的掺气减蚀效果具有重要影响,为研究不同体型弧形闸室突跌后开度对空腔长度的影响,利用控制变量法,通过物理模型试验,研究了不同体型弧形闸室在不同开度e与水位h下的空腔长度L_d。试验结果表明,随着闸门体型的变化,其空腔长度有明显改变,且空腔长度与弧形闸门和底板的夹角α_0呈负相关关系;闸门开度越小,弧形闸门对空腔长度的影响越大,因此设计时应充分重视小开度时,不同体型对空腔长度变化的影响。试验成果可为实际工程设计提供参考和指导。     

大型水工弧形钢闸门流激振动物理模型—数值模型计算分析

针对大型弧形闸门在局部开启过程中因受水流脉动压力而导致的振动问题,以某水利枢纽弧形工作闸门为例,通过建立闸门有限元模型,计算了在考虑流固耦合影响下闸门的自振特性,并与模型试验测得的脉动压力特性进行对比,发现闸门发生共振的可能性不大。在模型试验测得的水流脉动压力的基础上,利用随机振动方法计算出闸门在典型水位不同开度下流激振动应力响应和位移响应。根据计算分析结果对大型弧形闸门的振动安全进行评价,并对闸门的安全运行调度提供合理的建议。     

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.     

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。     

考虑裂纹缺陷的弧形钢闸门有限元分析

针对裂纹缺陷对弧形钢闸门强度的影响,运用有限元理论和ANSYS子模型技术,建立弧形钢闸门有限元模型,从弧形钢闸门整体模型不同位置取实体子模型,在实体子模型中考虑不同位置、不同长度、不同深度的裂纹缺陷,进行弧形钢闸门有限元计算分析。实例应用结果表明,裂纹缺陷处应力集中系数均随裂纹缺陷尺寸的增加而增大,缺陷处应力集中呈尖端效应,在构件运行时,裂纹区域应力集中会诱发裂纹扩展,减小构件的有效承载面积,降低结构的疲劳强度,在实际工程中应尽量避免裂纹的存在。     

在役大型水工弧形闸门结构静强度与模态分析

为保证在役大型弧形闸门安全稳定运行，以葛洲坝工程水工弧形闸门为例，利用有限元分析软件，按设计水头对其进行静力学强度和模态分析，得出闸门最大应力集中点及变形情况，并根据自振频率、振型和最大变形位移判断闸门振动强弱。结果表明，闸门设计总水压力与理论计算偏差为4.7%,在5.0%误差控制范围内，弧形闸门整体最大应力为373.86 MPa、变形为12.938 mm,强度和刚度均能满足现行规范设计要求，面板底部存在局部应力集中，闸门整体振动变形量小于0.508 mm,振动强度不大，只有低阶频率出现在水流脉动压力的高能区，其发生共振的可能性小。     

万安水利枢纽泄洪闸门群控功能的实现

表孔闸门布置在大坝的上部,承担汛期时的抗洪防汛任务。底孔闸门布置在大坝的中部靠下,承担大坝冲沙任务。对于水流湍急流域,表孔和底孔闸门考虑水压对闸门影响,多采用弧形闸门。文中主要介绍改造后的新控制系统的特点,并从控制流程及系统的整体设计方面阐述了如何确保闸门控制系统的可靠性和安全性。     

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.