考虑流固耦合的泵闸组合闸门结构自振特性研究

研究设计了一种新型泵闸组合闸门结构。为避免新型闸门结构低阶自振频率落在水流脉动荷载高能区内而引发共振,建立水体-泵闸组合闸门结构耦合模型,采用ANSYS软件分析结构的动力特性变化规律,分析了闸门上、下游水位及门体结构上潜水泵布置方案等因素的影响。结果表明:随着水位的升高和闸门开度的减小,结构自振频率显著降低;闸门的第一阶振型由沿竖向的整体振动,逐渐转变为面板顺水流方向的弯曲振动;水泵安装个数越多,泵闸组合闸门结构自振频率越低,将水泵集中布置于门叶中部时有利于均衡结构各部位的振动特性,可为该新型泵闸组合闸门结构的设计提供依据。     

一体化闸门泵结构设计优化及抗振效果分析

为解决内河排水动力不足、建设用地困难等问题，结构紧凑、占地面积小的一体化闸门泵受到广泛关注，其中较大口径的一体化泵闸在国内应用时间较短、实例较少。以盐河泵闸工程为背景，采用三维参数化计算模型，进行门叶厚度、板厚度等参数设计优化分析，以及穿墙管、腹板薄弱处的加固分析；同时针对闸门泵振动、防腐等关键问题进行了分析论证。研究得出，门叶厚度不宜增加过大，应同时对区隔较大的面板、腹板结构进行适当加固，以控制共振频域；当闸门宽高比小于0.6且泵外径与闸门宽之比接近0.5时，宜采用12～16 mm范围内的板厚组合；穿墙管加固应横、纵、斜肋同时考虑；通过动态模拟分析，盐河泵闸设计能够避免一体化泵闸发生共振，且有一定的安全余量。     

升滑闸门设计

升滑闸门(以下简称升滑门)是综合了直升门和悬挂式横拉门的优点,构思设计的具有独特启闭方式的闸门。升滑门的结构特征是:将平面闸门用吊臂悬挂在钢梁上,吊悬顶部安装行走滚轮;钢梁的一端铰支在闸的边墙支承墩上,另一端     

广州南沙滨海景观带上卧式闸门结构设计

目前城市防洪排涝工程建设越来越重视景观协调性,传统平面直升闸门已无法满足广州南沙滨海景观带建设的要求,万顷沙挡潮闸推荐上卧式闸门,采用液压启闭机起吊,该类型闸门地面以上无高耸建筑,做到建闸于无形。通过受力系统简化,对面板、主梁进行了计算。将闸门简化为平面问题,采用静力学方法对不同水位组合情况下的启闭力进行计算,为启闭机容量选择提供依据。同时通过受力平衡分析,计算得到了中铰的支座反力,从而为中铰牛腿的结构计算提供荷载要求。     

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。     

上下游有压过闸水流数值模拟

采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法,选用Dynamic Smagorinsky亚格子应力模型,对上下游有压过闸水流进行了数值模拟。系统地模拟出了不同的闸门底缘结构对过闸水流的压力分布、流线图、压力时程变化以及压力功率谱的影响。结果表明:三组有倾角的闸门底缘的低压区向下游移动到底缘下游倾角附近,只有第一组平底闸门底部正下方存在明显的负压区,而其他三组由于存在一定的倾角,对过闸水流有一定的引流作用;四组闸门一开始都会存在三个漩涡,随着时间推移,漩涡向上游运动,第一组闸门由于闸门底缘没有角度,最后稳定的时候在回流区存在两个漩涡,而其他三组闸门带有前后倾角,最后三个漩涡合成一个大漩涡,因此回流区中只存在一个漩涡。此结论为研究不同闸门底缘对水流漩涡的影响提供依据。     

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。     

闸下出流计算法

本文介绍了一种用线解图计算平板闸门下出流量的简便方法。本法是当闸门开启高度a分别比上游水位H_0及下游水位H_2都小的情况下推导出的简化计算法。垂直闸门下的出流可假定与通过矩形孔口的出流相似。闸下出流的形式如图1所示。     

PLC在盐官站闸排涝工程计算机监控系统中的应用

1概述目前,我国大型泵站的计算机监控系统,一般为采集数据,控制的部分相当少。‘在位于浙江省海宁市盐官镇以东钱塘江畔的国家重点大型站闸排涝工程中,使用可编程控制器PLC作为下位机进行测控,很大程度上提高了站闸排涝工程的自动化水平,为．今后大型站闸排涝工程甚至其它领域自动化的实现提供一定的参考。本文介绍盐官站闸排涝工程中的计算机监控系统,主要介绍排涝闸部分的下位机部分。2计算机监控系统的作用、结构盐官站闸排涝工程的排涝闸部分有六个闸孔,每个闸孔有前后两扇闸门,共12扇闸门。当排涝时上游（内河）水位高于下…     

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。     

田间闸管灌溉技术

田间闸管灌溉系统由移动软管道和管道上配置的多个供水闸门组成,闸门间距及规格可根据田间沟(畦)间距(宽度)及所需流量确定。该系统用于替代毛渠完成田间输配水过程,并通过调节闸门开度控制进入沟(畦)的流量。     

基于可靠性强化试验的水工钢闸门安全仿真研究

明确结构受载响应的敏感特性及其分布区域,可以有效确保钢闸门安全可靠运行。通过钢闸门强化仿真试验模型,应用ANSYS系统的APDL二次开发技术,提出了结构受载响应高敏感的第一、第二类单元及其分布区域的搜寻方法。工程应用表明,钢闸门结构大部分单元呈现同步受载的特点,并且支臂等局部区域表现出高敏感的受载特性,因此加强结构受载响应高敏感区域的重点监测和维护,可以便捷、实效地实现钢闸的预警决策和安全可靠运行。     

圆形平面闸门弯月形闸孔的水力计算

在圆形断面渠槽中,为调控流量,常常设置外部轮廓按圆半径成形的平面闸门,并且,闸门的直径D_2大于圆形渠槽的直径D_1,即D_2>D_1。在闸门开启的情况下,两个圆周线之间形成的闸孔,具有弯月形(图1a)。水流经过这样的闸孔,因形成横向波,将是很复杂的,而水面形状简直不可预测。确定闸孔水流的垂向收缩系数ε,象在矩形情况下来做,是不可能。闸孔出流有明显的三维特征。在设计实践中引用的一些公式,只适用于二维情况。利用这     

一种SPGZ型铸铁双向止水闸门

20 0 0年黄骅市五一机械有限公司开始研制一种汇集钢闸门软止水与铸铁闸门硬止水优点为一体的软硬兼得的铸铁双向止水闸门。实践证明,该种闸门止水性能超过美国ANSI/AWWA( 5 0 1-8)标准,正反向泄漏小于0 .3L/ (min·m)。产品设计获国家专利,专利号0 2 2 3 5 965 .6。闸门结构如图1所示。闸门由闸板1、反向侧框2、正向侧框3、吊耳4、上横框5、下横框6、弹性压缩条7、耐锈蚀止水条等组成。反向侧框2与正向侧框3之间;吊耳4与闸板1之间;上、下横框5、6与正向侧框3之间均采用螺栓联接。由图1可以看出,正向侧框3上设有一个开口朝向闸板1的长凹…     

直升式水泥平板闸门侧止水的改进

直升式水泥平板闸门侧止水,一般都采用图1所示的构造形式。这种止水装置,是将P形止水平边固定于闸门的门叶上,止水受到水压力后,将凸出的圆头压紧在门槽预埋件上,达到止水的目的。     

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。     

弧形闸门物理模型试验分析研究

弧形闸门具有启闭力小、过流流态好等优点,但是弧形闸门在高淹没度条件下启闭时,水流脉动压力会对门体的安全运行造成极不利的影响。结合某水利枢纽工程实例进行弧形闸门的物理模型试验,对闸门在不同工况下的流态、动水压强、闸门启闭力和支铰推力进行了观测或分析。试验结果显示,当上下游水位差较大、闸门开启高度较大时,闸门后会形成明显的强烈漩滚,而且水流漩滚对闸门有明显的拍击作用,闸门上下游面板的时均动水压强总体上呈底部大、上部小的分布规律。最大启门力为3 145kN,没有超过启闭机的容量。随着闸门挡水水位的升高,支铰推力也随之增加,最大支铰推力为12 475kN。基于以上结果,为闸门的安全运行提出了一些措施和建议。     

真实载荷驱动下挖掘机工作装置疲劳寿命研究

由于挖掘机挖掘作业过程中真实载荷非常复杂,提出采用试验与动力学仿真相结合的方法进行分析,以实验室现有6t小型挖掘机为研究对象,用压力传感器和位移传感器测试挖掘过程中各液压缸压力随位移的变化情况,然后把各液压缸的位移变化过程作为驱动,用ADMAS软件对挖掘过程进行动力学仿真,获得挖掘过程中工作装置各铰销点的工作载荷,再应用MSC.Fatigue软件对工作装置进行疲劳分析,获得工作装置大臂和斗杆的寿命云图,分析表明,大臂和斗杆的应力集中区域疲劳寿命最短,最小寿命计算值为13年,研究结果为工作装置结构设计提供了理论依据.     

节制闸调控下明渠输水系统水力特性研究

长距离明渠输水工程的水力控制问题直接关系到工程的安全运行。以南水北调中线某一渠段为典型算例,建立非恒定流数学模型,通过数值模拟,对节制闸调控下的明渠输水系统水力特性进行了研究。结果表明:当流量变化相同时,水位波动范围、流量变化速率与闸门的启闭速率呈正相关。闸门的启闭速率越大,水位波动出现的时间越早,但明渠恢复到新的恒定流状态所需的时间越少。渠段水力震荡及渠道的漫溢现象主要受闸门关闭速度影响,应尽量降低闸门的关闭速率,从而减少水力振荡的影响,延长渠道出现漫溢的时间。综合比较不同节制闸间距下的渠道响应时间、闸前水位壅高、事故排空时间、建闸投资比,建议南水北调中线某明渠段节制闸间距取在2535 km之间最优。     

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。