水电站充水保压蜗壳接触行为及座环受力研究

为研究充水保压蜗壳进口结构连接形式对钢蜗壳-混凝土接触面传力和座环受力的影响,结合国内某巨型水电站,基于ABAQUS平台进行了三维有限元仿真分析。结果表明：保压间隙最早闭合的区域出现在蜗壳进口断面外侧、45°断面外侧以及270°断面内侧,达到保压水头后,未闭合的区域与最早闭合的区域在空间上正好相对;进口结构连接形式对保压间隙的闭合时机存在显著影响,伸缩节过缝时设置止推环以及蜗壳-钢管直接连接都能有效延迟保压间隙的提前闭合时机,三维仿真分析时不能忽略进口结构连接形式这一关键因素。与垫层蜗壳相比,充水保压蜗壳座环的受力状态同样值得重视,伸缩节过缝时设置止推环以及蜗壳-钢管直接连接都能显著改善保压蜗壳座环水平面内的受力状态。     

冲击式水轮机配水环管和厂房结构静动力承载性能研究

为研究冲击式水轮机配水环管在高内水压力作用下的损伤特征,及其对结构动力特性的影响,基于混凝土塑性损伤模型,对配水环管和厂房结构进行了非线性有限元静力分析,并在此基础上计算了结构的自振特性和机组振动荷载作用下的动力响应。结果表明：配水环管虽保压埋设,但由于内压较高,配水环管外围混凝土在管顶、管腰内侧和岔管处仍易出现损伤,且管顶和管腰的损伤贯穿至混凝土表面,大部分内水压力由钢衬和钢筋承担;分岔处应力集中明显,但因管径较小,钢衬厚度较大,钢衬和钢筋的应力仍能满足安全需要。配水环管外围混凝土的损伤,使局部结构刚度降低,导致机墩不均匀上抬变形和振动响应有所增加,但不会对整体结构的承载力造成明显影响。     

球形岔管与月牙肋岔管结构比较分析

结合某高水头水电站工程实例,采用AN SY S软件对球形岔管和月牙肋岔管进行了三维有限元计算,并对两种岔管型式进行比较。结果表明,月牙肋岔管优于球形岔管方案,结构紧凑可靠、制造和施工工艺简便、选材灵活、造价低、应用广泛。     

基于正交试验法的埋地钢管参数敏感性分析

埋地钢管在设计时需考虑管周土体和沟槽对钢管的影响,但土体力学参数和沟槽形态参数对钢管结构的影响研究不够深入.通过引入正交试验法,以钢管最大竖向变形和钢管顶、腰、底处环向弯曲应力为试验指标,进行回填土变形模量E1、砂垫层变形模量E2、垫层包角θ、沟槽底部开挖宽度B和沟槽侧壁倾角α关于试验指标的敏感性分析.研究表明:对钢管...     

硫酸厂余热利用分析

通过镇江硫酸厂80kt/a硫磺制酸系统热平衡，分析该厂余热利用现状，提出提高余热利用率的途径。     

大跨度倒虹吸管桥结构抗震性能

建立了考虑支座、伸缩节等细部构件的大跨度倒虹吸管桥有限元模型,采用有限单元法对管桥结构的抗震性能进行了研究,分析了支座、伸缩节、管内水体质量对结构动力响应的影响。计算结果表明:大跨度拱桥结构对地震波有明显放大作用,放大系数约为2～5;钢管采用单向滑动支座,约束了钢管横向位移,伸缩节变形和支座滑移量均在10 mm以内,对结构抗震有利,但支座在横向将承受较大的反力,给支座设计带来困难;由于伸缩节和滑动支座的设置,钢管在地震作用下近似刚体运动,钢管应力增幅较小,但支承环将产生较明显的弯曲应力,是抗震中的一个薄弱环节;大直径输水钢管管内水体质量巨大,会增大结构的动力响应,计算中应予以考虑。     

承插搭接焊埋地钢管接头结构特性研究与应用

为了研究轴向荷载下承插搭接焊钢管接头的应力分布规律和应力集中现象,根据焊接类型和角焊缝型式的不同组合,采用有限元软件ANSYS建立了9种接头计算模型,开展应力分析工作。分析结果显示,轴向荷载作用下,凸角焊缝虽增加了焊材用量和焊接工作量,但结构受力最好,平角次之,凹角焊缝虽节省焊材,但结构受力最差。研究表明,相同荷载作用下,内外双焊接头应力最小,可利用搭接区钢材分担受力,但焊接工作量最大;外焊接头整体应力分布较为均匀,但焊接在管外留槽施工,较为不便;内焊接头处管壁应力分布不均匀,内焊缝和承口扩径段管壁应力最高,但焊接可以在管内施工,较为方便,可以优先考虑使用。     

埋藏式月牙肋岔管结构特性研究

某抽水蓄能电站采用埋藏式月牙肋岔管,岔管HD值3 500m2,且围岩条件较差.采用作者自行开发的月牙肋岔管体形设计程序(CrbpCAD)和商用ANSYS软件,考虑岔管与围岩联合承载,采用三维有限元方法讨论了岔管布置形式、分岔角、围岩单位弹性抗力系数、缝隙值、主管直径等因素对岔管结构设计的影响.研究认为,对称布置、较大的分岔角、减小管径对岔管结构有利,围岩条件越好、缝隙值越小对围岩与岔管联合承载越有利,然而分岔角增大、管径减小会增大能量损失,应通过经济技术比较确定合适的分岔角和管径.     

基于CATIA的球形钢岔管辅助设计系统开发与应用

为了改善目前球形钢岔管传统设计流程繁琐,方案比选工作量大,如要进行有限元计算,前处理建模时间很长,设计效率及计算精度有待提高等问题,并找到高效、精确的球形钢岔管设计分析方法,提出了球形钢岔管辅助设计系统。此系统基于CATIA二次开发工具Visual Basic 6.0编写,包含体型设计、应力校核、网格划分三大模块,可生成含节点、8节点实体单元、材料等信息的APDL格式文本,为有限元分析提供完整的前处理信息。结合某工程实例采用本辅助设计系统进行了球形钢岔管的设计及有限元分析,并与规范方法进行对比,结果显示本系统提供的计算结果满足规范要求,分析效率高于传统方法。对比分析证明了本辅助设计系统的可靠性和稳定性,该系统具有设计效率高、计算精确等优点,改善了传统设计方法中的问题,具有一定的应用前景。