门楼水库平面定轮闸门的安全性有限元分析

在Solidworks环境下建立了平面定轮闸门的三维实体模型.根据有限元理论.应用COSMOSWorks软件,建立了闸门的有限元模型,对闸门在水压力作用下的整体变形及应力进行了分析研究,有效反映了闸门的空间效应,并与传统方法计算结果进行对比,据此对闸门的安全性进行了分析评估,也为闸门的设计提供了依据.     

基于有限元分析的大跨度平面闸门设计研究

通过对大跨度平面闸门建立有限元模型进行计算分析,找出闸门的薄弱环节,并通过对结构进行优化设计,使闸门强度、闸门刚度、稳定性均满足要求。结果表明,有限元分析能很好地解决大跨度平面闸门设计中的问题。     

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。     

特种水闸门抗震性能分析

建立了核电站水闸门有限元模型,对水闸门整体进行了静力学分析、强度分析。结果表明:水闸门的最大等效应力发生在门的正中间梁与梁的交接形成的方形处,最大的等效应力为345.25MPa,最大位移发生在门的正中间位置,且向四周变形越来越小,最大的位移变形为2.084 5 mm;闭合状态下,地震载荷下水闸门整体结构强度满足ASME规范的要求,在地震作用事故工况下可以保持门的完整性。     

水工弧形闸门流激振动的改进简化力学模型

对弧形闸门危害性的流激振动进行振动控制，其中前提之一是对闸门模型做适当的简化。利用三维有限元方法计算的结构动力特性与简化结构动力特性相等的原则修正弧形闸门简化力学模型，并确定了等效的弧形闸门三维简化结构模型和系统参数。分析和计算表明，建立的简化三维力学模型较好地反映了弧形闸门结构的动力特性和随机脉动压力下的振动反应，可用于安装阻尼器的弧形闸门的智能控制设计。     

特种水闸门密封性能分析及试验研究

建立了特种水闸门密封结构有限元模型,对水闸门密封性能进行分析研究。结果表明:密封圈接触面上的平均接触应力为0.97 MPa,该值远大于所受到的水压0.10 MPa,密封圈呈椭圆形变形,满足设计要求;水闸门在9 m水深的静压力下保持15 min,未出现泄漏,远小于标准泄漏量10 L/h,因此该水闸门的水密性能符合要求。     

露顶式弧形闸门闸坝一体化静动力学研究

针对现有露顶式弧形闸门静动力学分析存在一定简化的问题,应用ANSYS有限元软件对比分析了闸门单体和闸坝一体化的静动力学特性。以某水电站溢流表孔弧形闸门瞬启工况为例,建立了考虑止水摩阻、支铰体系和预应力锚索的闸坝一体化有限元模型。研究结果发现：在静力学方面,两侧止水对闸门各钢结构构件应力影响不大,最大差值为14.08%;闸坝一体化得出的固定支铰应力分布较闸门单体更为合理;锚块对闸门结构整体位移结果影响较大,闸门单体整体位移<不考虑锚索预应力的闸坝一体化整体位移<考虑锚索预应力的整体位移。在动力学方面,考虑流固耦合效应下止水降低了闸门结构的各阶频率;预应力锚索对闸坝一体化动力特性影响较小。     

铸铁镶铜闸门门体三维有限元分析

利用ANSYS软件对铸铁闸门门体建立了三维有限元模型,对铸铁镶铜闸门门体的传统的计算方法与三维有限元法进行了比较,结果表明用三维有限元计算能较准确的反映门体受力和变形情况,这为一般闸门的结构设计,为铸铁镶铜闸门进一步的参数化、系列化设计提供了理论依据。     

基于J法的水工钢闸门可靠度分析

基于结构可靠度理论,通过对影响水工钢闸门可靠度的主要随机变量的统计分析,在用三维有限元计算闸门强度控制点的基础上,利用应力系数法,获得闸门在失效模式下的极限状态方程。对某工程闸门在三种不同水位作用下,采用JC法分别计算了该闸门初始运行期和工作30年后的结构可靠指标,最终对闸门的可靠度进行了初步的安全评估,为水工金属结构的安全评估工作提供一种新的途径和方法。     

一种新型下卧式闸门设计计算方法的研究

介绍了一种可以绕安装在闸室底板的转动轴转动,以适应不同水位和流量控制要求的新型闸门。下卧式闸门在挡水门顶溢流运行时,所形成的水流现象非常复杂,闸门受力也相对较复杂,目前没有相应规范来指导计算。采用平面简化结构计算和三维有限元计算相结合,然后通过两种计算结果分析后对闸门结构进行优化。     

小南川水库弧形工作钢闸门安全检测与评估

水工钢闸门安全检测是判断水库钢闸门运行安全度的重要手段,对于运行几十年的钢闸门更应进行安全检测。以小南川水库为例,对其进行外观、门体材料及尺寸、腐蚀、焊缝、应力与启闭机性能检测。运用有限元软件ANSYS对弧形工作钢闸门的受力状态进行模拟计算,并对校核洪水位下弧形工作钢闸门进行应力分析。根据结构应变实测结果与模拟计算结果,对弧形工作钢闸门的安全状况进行分析,提出检测结论和维修方案建议,为类似工程提供参考。     

广蓄B厂尾水闸门三维有限元分析

针对广蓄B厂尾水平面闸门,建立了以板壳单元为主的有限元模型,采用NASTRAN软件计算了闸门的应力和变形,根据规范校核了闸门的强度和刚度,并验证了工程算法计算主梁弯、剪应力是有效的,而计算位移及复杂部位应力则有局限性。应用“虚拟流体质量法”分析了水体对闸门自振特性的影响,结果显示流固耦合作用不容忽视且不同振型受影响程度不同,另外增加约束可以提高闸门抗振性能。     

三维有限元方法在钢闸门安全检测

强度和刚度是评价闸门安全性能的重要指标。本文以红枫水电站溢洪道工作闸门为例，根据闸门的特点，采用三维有限元软件ALGOR对其进行了模拟和计算，并根据在役闸门的强度判别标准和《水利水电工程钢闸门设计规范》对闸门主横梁刚度的要求，阐述了如何运用计算结果对闸门的强度和刚度进行校核。     

平面闸门门槽对闸孔脉动压力影响的试验研究

平面闸门具有结构简单、运行可靠等优点,但是相对于弧形闸门平面闸门具有闸门槽。当平面闸门在启闭时或正常工作时水流脉动压力会对门体的安全运行造成极不利的影响。而闸门槽破坏了闸下水流流道的连续性,使得闸下水流脉动压力更为复杂。利用压力脉动传感器通过试验方法对闸下水流脉动压力进行研究。分别在闸门有槽和无槽条件下对闸门中断面底部测点以及闸门侧断面底部测点进行试验分析。对试验数据进行系统性分析可得到闸下水流脉动压力概率密度属于正态分布,闸门有槽条件下闸门底部测点水流脉动压力大于闸门无槽条件下闸门底部测点水流脉动压力等结论。试验结论为研究平面闸门门槽对闸下水流脉动压力的影响提供依据。     

支臂弦杆结构对弧形闸门动力学特

应用Ansys有限元分析软件对桁架支臂和A型支臂的弧形闸门进行结构动力学特性分析，计算工程实例结果表明，弧形闸门的支臂弦杆结构型式对闸门的低阶固有频率影响不大，对高阶频率影响较大，而且A型支臂的弦杆位置对高阶频率影响较大。     

支臂弦杆结构对弧形闸门动力学特性的影响

应用Ansys有限元分析软件对桁架支臂和A型支臂的弧形闸门进行结构动力学特性分析。计算工程实例结果表明，弧形闸门的支臂弦杆结构形式对闸门的低阶固有频率影响不大。对高阶频率影响较大，而且A型支臂的弦杆位置对高阶频率影响较大。     

旋挖钻机工作装置有限元分析

采用NASTRAN有限元分析软件对旋挖钻机工作装置进行有限元分析,在NXMASTERFEM中抽取UG模型中面建立几何模型,以shell单元和solid单元为基本单元,建立各部件有限元模型,使用有限元装配方法建立工作装置整体有限元模型,分析了旋挖钻机几种典型工况下工作装置的强度及模态,然后对桅杆进行了屈曲分析：     

基于谐响应方法的某载货车振动分析

在ANSYS环境下建立了某载货车的有限元模型,应用有限元分析方法对该模型进行了模态分析和谐响应分析,通过有限元仿真分析的结果,确定了该车出现异常振动的原因。     

基于Mooney-Rivlin模型的高水头伸缩式水封非线性仿真

为探究背压、库压等参数对伸缩式水封止水性能的影响,建立了高水头伸缩式闸门水封的非线性有限元模型,对橡胶材料在止水过程中的受力性能及变形特性进行了数值仿真.首先,基于最小二乘法原理对橡胶材料单轴拉压及纯剪切的试验数据进行曲线拟合并且确定了Mooney-Rivlin本构模型参数,基于ANSYS软件建立了高水头伸缩式水封的仿...     

节制闸开度对侧渠分流量影响试验研究

调节节制闸开度可达到控制分水口水位、按需配水的目的,通过梯形渠道不同来流量、不同节制闸开度下节制闸及矩形分水口流动特性试验,观测节制闸上下游及分水口附近水深、流速等水力要素,分析了主渠道沿程水面线的变化规律;基于量纲和谐原理,建立了流量系数与闸门开度和闸前水深的关系式。结果表明：不同来流量下,水面线均呈先降低再小幅升高的趋势,在分水口下游段形成壅水。当来流量在25.35～39.70 L/s变化时,自由出流时,闸孔出流和堰流的临界值出现在闸门开度为11～14 cm,相对闸门开度e/h变化范围为0.792～0.823,与理论值0.65存在差异。不同来流量下,流量系数与傅汝德数呈反比关系,相对闸门开度对流量系数的影响大于傅汝德数对流量系数的影响。建立闸门开度e和闸前水深h与流量系数m的关系式,平均误差为0.73%。不同来流量下分流比随相对闸门开度的增大而减小,且小流量下闸门开度对分流比的影响较小。本研究对指导灌区合理水量分配及调控具有重要意义。