未焊透焊接缺陷尺寸对压力明钢管影响的有限元分析

水电站压力钢管在焊接过程中,易形成未焊透缺陷,给压力钢管运行带来不可忽视的危险。为此,基于有限元理论,运用ANSYS软件及其子模型技术,采用控制变量法对某水电站含未焊透焊接缺陷的厂房明管段钢管进行有限元静荷载计算,从应力及应力集中的角度分析了未焊透缺陷的尺寸对明管段钢管强度的影响。结果表明,在模拟尺寸范围内,缺陷处的应力集中系数介于1.32~5.26之间;缺陷处应力及应力集中系数的变化与缺陷的尺寸变化呈现一定的规律;未焊透缺陷长度、宽度、高度三个影响因素中,缺陷高度对结构强度影响最大,在实际工程中应引起高度重视。     

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。     

平面滑动闸门在不同结构体系下的静力计算分析方法

传统的闸门设计基于平面结构体系,通过简化受力模型对各个构件进行计算,并未考虑构件间的变形协调关系;实际的闸门为空间结构体系,各个几何构件之间相互协调,受力更加复杂。通过对平面体系和空间体系计算原理的分析论述,建立了一种平面滑动闸门在不同结构体系下的静力计算分析模型,通过典型工程实例,基于平面体系计算方法和空间体系计算方法对闸门强度、刚度进行校核计算。结果显示,两种结构体系下,主梁前翼缘正应力和面板折算应力误差较大。最后通过假设,并利用对假设进行验证表明:平面体系计算中,由于主梁的应力计算没有考虑水平次梁的参与,导致主梁前翼缘正应力误差较大,进而引起面板折算应力误差较大。同时,对于其它构件误差也进行了误差分析,提出了一定的要求,为设计人员设计类似闸门和改进平面计算方法提供了参考。