贴边钢岔管与围岩联合承载有限元分析

以某水利水电枢纽工程为例，分别对明岔管和有初始缝隙的埋藏式钢岔管两种结构方案，进行了三维有限元计算分析，讨论了围岩性能及初始缝隙值对钢岔管应力和围岩承载比的影响，并与明岔管计算结果相比较，得出了一些有意义的结论。     

紫坪铺水利枢纽引水系统取消厂前伸缩节研究

结合紫坪铺水利枢纽工程的实际情况，采用三维有限元方法对该工程发电引水系统取消伸缩节的可行性进行了研究。计算结果表明，主厂房上游永久分缝处以一段垫层管代替常规伸缩节，结构位移和应力完全可以满足使用要求，从而达到了取消伸缩节、节省工程投资的目的。     

卡隆卡水电站钢岔管结构优化与设计

根据卡隆卡水电站的工程规模和特点,选用内加强月牙肋钢岔管,利用自行编制的计算机辅助设计程序进行岔管体彤的优化设计,并采用三维有限元法对所设计的岔管进行计算分析.计算结果表明,经过优化设计的钢岔管结构安全、合理,不仅可以满足运行要求,而且使最大管壁厚度减小为32 mm,与直径的比值为2.3%,分别小于规范规定的36 mm和t/d值为2.5%(Q390钢).可以满足钢材冷加工的要求,解决了高水头、小直径钢岔管加工工艺上的困难.     

姚家平水利枢纽工程钢岔管结构型式选择与CFD研究

结合姚家平水利枢纽工程的总体布置,对主电站引水系统对称Y形和非对称Y形月牙肋钢岔管两种结构型式分别进行了三维有限元应力分析和CFD三维流场计算。计算结果表明：对称岔管两腰部位应力分布均匀,肋板尺寸较小;但在主支锥管相贯线内表面A点附近出现较大的应力集中现象,因此对称岔管满足强度所需的管壁厚度大于非对称岔管。在水力学方面,非对称岔管两支管的水头损失不相等,其中与主管同轴线的直支管水头损失最小,斜支管水头损失最大,但没超过对称岔管的0.358 m,说明从岔管部位水头损失和水流流态上看,非对称岔管也稍优于对称Y形岔管。综合考虑岔管结构和水力学特性以及工程地形等因素,建议姚家平水利枢纽工程中主电站引水发电系统选择非对称Y形岔管布置方案。     

基于CATIA的平底三梁钢岔管辅助设计系统开发与应用

平底三梁钢岔管结合了月牙肋和三梁岔管的特点,整个钢岔管底部平齐,有利于解决管道系统检修排水难题;但其结构复杂,无可靠的结构力学计算方法。在进行岔管设计优化或者设计变更时,需采用有限元软件反复建模计算,流程繁琐,工作量大。通过CATIA软件二次开发计算机辅助设计系统进行平底三梁钢岔管体型设计和有限元分析,可有效提高设计效率和精度。程序系统按岔管布置形式开发的对称和卜形两个模块,均包括体型设计、三维建模、网格划分、数据转换等功能。采用程序系统进行埋藏式平底三梁钢岔管与围岩联合承载设计,可使计算结果更加合理,管壳和加强梁尺寸得到进一步优化,应用前景非常广阔。     

楼板连接方式对厂房结构动力特性的影响分析

以某大型水电站地面厂房为例,建立了厂房结构三维有限元模型,针对楼板与上下游墙不同的连接方式,研究了厂房结构的固有振动特性,并进行了厂房整体结构的谐响应分析。结果表明,楼板与上下游墙采取搭接方式连接时,楼板和风罩的水平刚度减小,致使厂房上部结构和楼板的振感较强,楼板和风罩结构的水平位移增大,但对厂房结构的动应力影响较小。经综合分析比较,楼板与上下游墙采用搭接方式对厂房结构楼板的抗振较为不利。     

Mohr-oulomb等面积圆屈服准则在

根据ABAQUS软件提供的扩展Drucker-Prager模型，采用Mohr-Coulomb等面积圆屈服准则，介绍了等效材料参数的计算方法，并在此基础上，分别从围岩扰动位移、围岩塑性状态两个方面对某地下洞室施工期的围岩稳定性进行了计算分析。计算结果表明，在开挖过程中，围岩扰动位移变化规律呈现明显的阶段性：在第一阶段，随着开挖荷载的释放，围岩扰动位移逐渐增大，围岩扰动位移与释放荷载近似成线性关系；在第二阶段，随着释放荷载的增加，围岩塑性区逐渐出现并迅速加深，围岩扰动位移成倍增加。最后，对开挖过程中围岩扰动位移进行了定量分析，提出围岩扰动位移斜率明显增大位置为最佳支护时机。     

垫层蜗壳三维非线性有限元分析

结合某水电站,建立垫层蜗壳三维有限元整体模型,采用ANSYS有限元软件对三维模型进行钢筋混凝土非线性计算,确定有限元计算中利用线弹性计算的拉应力配筋的合理性。并根据钢筋混凝土非线性计算的结果对裂缝宽度进行验算。考虑混凝土开裂的三维非线性有限元计算结果表明设计提出的蜗壳厚度和按线性计算得到的配筋,在结构自重、设备重量及内水压力作用下,其应力均低于钢材的允许应力。通过不同工况下不同垫层厚度的计算对比分析,可以初步认定管道外包混凝土最大裂缝宽度是垫层最小厚度取值的控制因素,根据此控制因素,可初步选定垫层的最优厚度取为3cm。设计采用的蜗壳外包混凝土厚度和机墩尺寸具有足够的刚度,可以满足机组运行稳定的要求。     

白鹤滩水电站垫层蜗壳结构设计

根据白鹤滩水电站垫层蜗壳实际情况,针对蜗壳外围混凝土结构、垫层铺设方案、结构变形、混凝土开裂及配筋等方面进行了针对性研究和计算分析,给予工程设计一定的指导。计算分析表明:白鹤滩蜗壳垫层的铺设有利于减小混凝土开裂和损伤,混凝土贯穿性损伤区域不大,并且裂缝宽度可满足《水工混凝土结构设计规范》(DL/T 5057-2009)的要求。考虑混凝土开裂后,发电机基础上抬量及其沿圆周分布的不均匀程度相比于线弹性条件下有所增大,但不会导致机组运行受到不利影响。     

瀑布沟导流洞围岩稳定与支护结构分析

采用弹塑性有限元分析方法对导流隧洞开挖、支护、运行以及最后封堵的全过程进行了较为全面的仿真计算分析,给出了围岩和混凝土衬砌结构的位移、应力分布等,根据计算结果提出了导流洞结构的设计原则和工程处理措施,基本上解决了高外水条件下隧洞设计的难题.