水电站坝下游面管结构型式比较分

某水电站拟采用坝下游面管的布置形式，为了达到安全、经济和施工方便的目的，对坝下游面明钢管和坝下游面钢衬钢筋混凝土管两种结构型式进行了比较分析。在对坝下游面明管结构研究时，采用三维线弹性有限元方法对明管在正常运行工况下的钢衬应力进行了分析；在对坝下游面钢衬钢筋混凝土管结构研究时，先用解析法对钢衬钢筋混凝土压力管道进行初步设计，确定其钢衬厚度和钢筋配置，再对其进行整体三维非线性有限元分析，重点研究钢衬钢筋混凝土管在正常运行工况下钢衬和钢筋的应力状态以及管周混凝土的开裂特征。最后通过对两种管道型式的比较，为坝下游面管的结构选型提供依据。     

高压埋地钢管敷设方式对钢管受力变形的影响研究

高压埋地钢管在管线转折起伏处面临较为突出的变形和抗滑稳定问题。结合某高水头输水工程实际，建立了埋地钢管的有限元数值模型，研究了管道敷设方式、镇墩的布置对钢管受力变形的影响规律。结果表明：埋地钢管由于管周土体约束较弱，在高内水压力作用下，转弯较大处会产生较大外凸变形，带动管道产生滑移，温升作用将加强这种变形趋势，对钢管更为不利；埋地钢管管线中即使不设伸缩节，钢管与土体可发生一定的相对滑移，能释放一部分温度应力，减小温度作用的影响；埋地钢管管线中，在转折起伏剧烈的地方设置少数镇墩即可有效控制钢管的变形和轴向滑移，在每个转弯处设置镇墩没有必要，反而增加工程量，带来不均匀沉降等问题。     

喷灌地埋管道及管件技术经济分析——全国喷灌地埋管路附件综合试点情况初报

众所周知,地埋管道在固定式和半固定式喷灌系统中占大部分投资。随着喷灌技术的深入发展,管道问题引起了各有关方面的重视。为此,八二年六月水电部农水司、科技司在河南焦作专门召开了会议。会议根据全国各地多年实践,确定钢管、铸铁管、钢筋混凝土(砼)管、自应力钢丝网水泥压力     

喷灌用固定管道及其接头

在固定式喷灌系统中的干管和支管以及半固定式喷灌系统中的干管都是固定不动,多数是埋在地下,也有在灌溉季节铺设在地面上,灌溉季节过后立即折除,这都是固定管道,对这些管道只要求其在一定压力下(3-10公斤/厘米~2)通过一定的流量,经济耐用,重量大一些都不要紧。目前常用的固定管道有:铸铁管、钢管、予应力或自应力钢筋混凝土管、塑料管、石棉水泥管、玻璃管陶瓷压力管及石管等,管径一般为50-300毫米左右。     

第二讲 现代地面灌溉机械设备(四)

5 低压输水管道 以管道替代土渠进行输水是世界各国认同的发展趋势。低压管道输水可以采用各种管材、管径的管道将水从水泵一直输送到田间进行地面灌溉,输水管道几乎全埋在地下。它所具有的优点主要是水的有效利用率高(约95％,比土渠提高30％～40％);工作压力低(≤0.02～0.2MPa,可节能20％～25％);     

设置软垫层坝后背管结构非线性分

坝下游面钢衬钢筋混凝土管道是近30年来应用最广的压力管道型式之一,其工作机理是允许外包混凝土开裂，但要限制裂缝宽度。以三峡水电站坝后背管为例，借助有限元软件ANSYS建立了设置软垫层坝后背管有限元模型，计算分析了设置软垫层坝后背管结构应力状态，并与结构模型试验对比。结果表明：坝后背管设置垫层能有效减小钢管向外围混凝土传递的内水压力，降低混凝土拉应力峰值，改善外围混凝土结构的应力状态，提高钢管的承载比。随着垫层弹模的降低、厚度的增大，这种效应更加明显。对设置软垫层的范围提出了优化建议。     

CCTV和三维激光扫描技术在水利工程输排水管道隐患探测中的应用

水利工程输水管道在运行过程中，受当时施工技术条件，长期水流冲刷和腐蚀，坝体应力及渗流等多因素影响，其病害具有隐蔽性、多样性的特点，任由其发展，将会危及整个水利工程。本文结合工程实例，介绍了一种新型的输水管道检测技术，能够快速识别结构性和功能性隐患，确定隐患在埋管中的位置以及在覆土表面的对应位置，为管道安全评估和除险加固提供准确直观的技术指导，并对水利工程中的管道检测技术规程进行了探讨。     

玻璃纤维增强树脂管在河东水电站的应用

针对水电站管道配置中钢筋混凝土管与钢管造价高且受压不能满足工程要求的问题，河东水电站首次将玻璃纤维增强树脂管──ＨＯＢＡＳ管应用在压力管道上。实践证明，将ＨＯＢＡＳ管应用在水电工程上，不但现场施工非常方便，而且管道的综合费用也大为降低，其优越性是很明显的     

基于力学仿真分析的PCCP断丝预警及报警阈值评估方法

分析了钢丝的预应力作用机理和管道的破坏过程,提出了一种基于力学仿真分析的PCCP断丝预警与报警阈值评估方法。通过ABAQUS程序建立了PCCP有限元模型,模拟了包括铺设垫层、安装管道、分步回填在内的完整施工过程,计算了不同埋深、不同设计工作压力近百种工况下管道预应力钢丝、钢筒和管芯混凝土的应力状态,提出将管芯混凝土在水锤作用下起裂的最大允许断丝数作为爆管预警阈值,将管道埋地承载力极限状态的最大允许断丝数作为爆管报警阈值,并分析了不同工作内压和埋深条件下PCCP断丝预警与报警阈值之间的关系。     

对沟埋式涵洞垂直土压力计算探讨

通过对沟埋式涵洞垂直土压力的分析，提出了较为合理的力学模型，采用土体极限平衡理论，推导出更为实用的计算公式，并且保证了与上埋式涵洞垂直土压力计算公式的一致性。     

地埋软管供水技术研究

利用塑料软管防渗,内水压力通过管壁传递到四周,并由周围介质承担内水压力,而外土压力由壁周形成的土拱来承担的一种新的不同于传统输水方式的供水技术。通过实验结果分析,初步得出对地埋软管供水技术影响的几个重要参数及优化组合。这项研究将为农村、牧区提供一种新型的管道供水技术。     

基于流固耦合的轴流泵叶片应力特性

为计算轴流泵叶片的应力及变形情况,在Workbench平台上,采用Ansys和CFX软件对轴流泵内部流场和叶轮结构响应进行双向顺序流固耦合联合求解,其中流场计算基于RANS方程,采用RNG k-ε双方程湍流模型,结构计算采用弹性体结构动力学方程.对叶轮叶片在流固耦合作用下的变形和应力分布进行了计算,分析了流固耦合作用对轴流泵扬程和效率的影响.计算结果表明:在流固耦合作用下轴流泵叶片的最大位移发生在叶片进水边轮缘处,叶片出水边及根部位移较小;叶片根部与轮毂接触处靠近进水边一侧存在明显的应力集中现象;叶片的应力和变形均随轴流泵流量的增大而逐渐减小;与不考虑流固耦合作用相比,考虑流固耦合作用的数值计算得到的轴流泵扬程和效率均有所下降,但下降幅度较小.     

塔式进水口抗震性能研究

综合考虑某塔式进水口高度大、边墙薄的实际情况,联合运用振型分解反应谱法和弹性时程法进行了结构地震作用效应计算。2种计算方法的联合分析表明,时程法在典型节点的位移计算结果与振型分解反应谱法在同位置的计算结果基本相同,振型分解反应谱法在典型节点的第一主应力计算结果略大于时程法在同位置的计算结果,因此,在抗震验算和配筋计算时,采用振型分解反应谱法的计算结果是合理、可靠的。塔式进水口的综合评价表明,塔体的应力、位移、抗滑稳定性、抗倾覆稳定性均能满足规范要求,塔体的综合抗震性能良好。本文的分析结果,可为同类工程的抗震分析计算提供参考。     

覆盖层厚度对闸室结构影响分析

在进行水闸设计时,覆盖层厚度的不同对闸室结构应力的计算结果有着很大影响。目前针对含有一定厚度覆盖层的地基,运用得较成熟的分析方法是弹性地基梁法,而在使用该方法时,又可由覆盖层厚度情况分为两种假定：“文克尔”型地基和“半无限大弹性体”型地基。对于这一应用范围的假定,其合理性目前还没有较系统的研究,本文结合ANSYS大型有限元分析软件,以福堂水电站2 #泄洪闸为基本计算结构,通过改变覆盖层厚度,建立多个有限元计算模型,根据计算结果分析覆盖层厚度变化后对闸室结构位移和应力的影响,从中找出规律,探讨弹性地基梁法对于应用范围假设的合理性,有限元分析所得的覆盖层主要影响范围较之传统的弹性地基梁法认为的范围要小,即传统的弹性地基梁法考虑得偏于保守。     

基于流固耦合的泵组管系振动分析

为了找出管系的振源以及产生的原因,采用有限元法计算管系的模态和谐响应.管壁选用壳单元划分,管壁内流体则采用流体单元,建立了包括泵组的三维空间管系的流固耦合模型,考虑管系的柔性支撑边界条件,进行迭代求解.计算表明,在水泵电机二倍转频48.3Hz附近,管系频率较集中,各测点频率响应数值均较大,50Hz时3号泵出水管垂直方向最大位移响应达13.96mm,计算结果与LMS动态测试系统的测试结果一致.泵组管系的振动原因是由于泵的周期性运动,造成管道内压力和流量的脉动,其变化频率和管系固有频率接近从而引起了共振.     

旋转脱膜式残膜回收机关键部件仿真与模态分析

设计了一种旋转脱膜式残膜回收机具,针对搂膜弹齿不稳定造成残膜回收率降低的问题,通过Ansys软件对其进行仿真分析和模态分析,得出主搂膜弹齿等效最大应力232.15MPa,总位移为10.2mm,副搂膜弹齿等效最大应力138.737MPa、总位移为6.7mm,所得数据均小于设计最大值;二者前6阶固有频率范围分别为17.7~292.1Hz和25.1~292.1Hz,不在所受外界激振频率范围内,作业过程中不会产生共振现象。本研究可为弹齿式残膜回收机的设计提供参考。     

中小型高温高压核主泵试验台设计

为了确保核主泵出厂前的安全性和功能性,验证核主泵各项性能,通过高温高压核主泵试验台的设计研究,介绍了试验台的组成、功能、安全设计等.开展了基于模型试验台结构的固有振动特性分析.研究发现,试验泵转动频率50 Hz附近的固有频率均位于离试验泵支撑较远的位置,对试验泵的运行不会产生影响;通过分析流致振动对试验台及核主泵的影响获得加固措施.试验台的设计考虑了回路升温时的热应力和位移,一方面保证核主泵在试验台上稳定运行,另一方面确保了回路系统冷、热交变和瞬态运行工况下试验台的安全.经测量,建造完成后的试验台回路在热应力的驱使下,均朝预期方向发生了相应位移,位移量与理论计算基本一致.介绍了试验台脆性断裂失效、韧性断裂失效、接头泄漏失效、弹性或塑性失稳、均匀腐蚀失效等几种主要失效模式及相应预防措施.通过该试验台完成了小型反应堆核主泵相关的验证性试验.采用的设计技术和实施内容可以指导高温试验台的设计和建造,在工程和学术方面具有一定的参考价值.     

农田暗管排水技术及其施工机械

基于暗管排水技术的国内外研究进展,介绍农田暗管排水技术的工作原理、应用情况,论述其在排盐方面的作用及效果,探讨暗管技术的布设、施工、维护机械设计研究现状,为提高暗管排水技术的推广应用提供理论参考.     

平行动轴少齿差传动多齿接触问题研究

以有限元弹性接触分析理论为基础，建立了平行动轴少齿差内啮合齿轮多齿接触时的有限元模型，提出了一种对平行动轴少齿差内齿轮副啮合过程中实际接触齿对数、齿间载荷的分配及齿面载荷分布的分析计算方法。以SH－350型平行动轴少齿差双环减速器为例，分析了其在额定载荷工况下的实际接触齿对数、齿间载荷分配及齿面载荷分布规律等，并利用应变测试方法进行了相应的实验，验证了理论分析计算的结论，为平行动轴少齿差内啮合齿轮传动承载能力的估算，齿轮几何参数的确定及零部件的强度分析计算提供了理论依据。