混凝土坝接触面的数值模拟研究

针对混凝土坝的接触问题,建立了三维摩擦接触非线性动接触模型。根据接触面上的非线性特点,把力系分为外荷载和接触面上的接触力,通过假设接触状态,把接触力作为迭代变量,求解满足接触条件和动平衡条件的接触力。首先给出了接触面单元的应力计算公式,推导了非线性动力接触方程,详细说明求解的步骤和迭代的过程。通过例子验证该模型能够模拟混凝土坝接触面的张开、闭合和滑移,实例分析表明,采用该模型有稳定的收敛性和足够精度。     

预应力锚索锚固效果的三维数值模

为了研究预应力锚索对岩体的锚固效果,利用拉格朗日有限差分,进行了单锚和多锚以及部分粘结和全部粘结的数值模拟计算;对预应力作用下锚索的剪力和轴力规律进行了分析,获得了影响锚固段剪应力分布的因素。最后对模拟计算结果进行了分析比较,得到一些有益的结论,为锚固技术的设计和计算提供参考。     

混流式水轮机全流道非定常湍流研究

水力振动是引起厂房结构振动的重要因素,而水力振动在混流式水轮机中尤为明显。由于水轮机内部流动的复杂性,单一构件内的流动并不能完整地体现整个流道的流动规律和本质,所以本文基于新疆某水电站厂房及CFD数值模拟技术,建立了能够模拟实际运行工况的全流道三维有限元模型,实现了全流道非定常湍流仿真计算,研究了正常运行工况下全流道的流速及压力分布特征,提取全流道的压力脉动过程并进行频谱分析,得出主要的水力振源为水轮机叶片与导叶间的动静干扰的结论,研究方法和成果可以为相关水电站厂房结构设计提供参考。     

锈蚀对弧形钢闸门的强度及动力特性的影响

基于一在役40多年的弧形钢闸门,根据主要构件的检测蚀余厚度,采用有限元软件ANSYS以及薄壁结构分析理论,建立反映实际锈蚀情况的三维有限元静动力分析模型,详细计算分析了弧形钢闸门锈蚀前后的应力和变形规律,并对其进行耐久性评估,计算结果表明弧形闸门在锈蚀后应力分布变化明显,闸门强度和稳定性均有不同幅度降低;锈蚀后闸门的振动频率明显降低,考虑水体时,闸门低阶自振频率的下降更为明显,于安全不利。十分必要定期对在役闸门进行安全检测和评价。