超深竖井地面装配塔架起吊关键部位结构有限元分析及优化设计

结合超深竖井地面装配塔架系统组成及吊装方案，建立不同吊装工况下的吊点分析模型，利用数值模拟分析方法，对吊点结构的应力和变形进行有限元计算分析。分析确定了管轴式吊耳节点在吊装过程中的强度和刚度响应，并得到吊点附近主体结构杆件的应力变形情况，制定出吊点优化设计方案。该研究成果为某超深竖井工程地面装配塔架系统整体吊装的实施提供了可靠的理论依据。     

不同吊点位置的弧形闸门应力有限元分析

为满足弧形闸门正常运行和检修的要求,在闸门活动部分和启闭机之间设置吊耳,以完成闸门的启闭。吊点位置与门型有关,常设置在闸门顶端及上、下游侧。建立三种吊点位置的弧形闸门有限元模型,通过静力分析,探讨不同吊点位置对闸门结构应力的影响。某水电站弧形闸门实例分析结果表明:其应力分布规律均符合实际情况,闸门整体强度满足要求,但在不同构件相交区域局部有应力集中现象,应予以优化设计或加固处理。     

新型液压自动抓梁对位装置设计研究

在调研传统液压自动抓梁在水利水电工程中应用情况的基础上,分析了液压自动抓梁吊轴中心与水工钢闸门吊耳孔中心对位的原理与过程。并针对传统液压自动抓梁在对位设计上存在的不足,提出了一种基于"柔性调速"的设计思想,采用"过程控制"以实现液压自动抓梁吊轴中心与闸门吊耳孔中心自动对位的结构设计。该新型结构对传统液压自动抓梁对位装置系统进行了必要的改进,既可较好地保证对位精准度,同时也有效地保护了闸门及液压自动抓梁的设备安全。     

基于不同启闭形式的水工钢闸门启闭力检测方法适应性探讨

不同启闭形式下,闸门启闭力的检测方法各不相同。该文基于某工程应用实例探讨不同启闭形式下闸门启闭力所采用检测方法的适应性,为水工钢闸门启闭力的安全检测与评价提供参考依据。试验结果表明,卷扬启闭形式下的水工钢闸门难以对吊耳与吊轴进行拆卸并重新安装测力装置,其启闭力适合采用动态应力分析法,该方法操作简便快捷,且重复性良好,试验结果准确可靠;当闸门重量较轻时(10置技术要求较低,可采用直接检测法,该方法操作简便,且试验结果重复性和准确性良好;液压启闭的钢闸门因利用液压系统中的油压提供液压动力启闭闸门,因此适合通过测量液压缸的油压得到启闭力,同样该方法试验结果准确可靠。     

水电站单、双吊点门机共用负荷试验吊笼的结构有限元分析与优化

基于弹性力学基本理论,采用有限元分析软件ANSYS Workbench,对桐子林水电站单、双吊点门机负荷试验吊笼结构进行有限元分析,得出了各工况下吊笼结构应力变形和最大位移的分布规律。计算结果表明:最大应力发生在吊笼端部箱型主梁后翼缘与隔板交界处,说明在交界处产生了应力集中现象,应力随着离交界处距离的增加而减小,为了保证门机负荷试验吊笼结构的安全可靠,现对吊笼结构的应力集中区域进行了结构优化,优化后的吊笼结构能够同时满足单、双吊点门机负荷试验工况下的强度和刚度要求,可为今后类似单、双吊点门机共用负荷试验吊笼结构的设计提供参考。     

露顶式弧形闸门吊耳位置对启门力的影响

闸门启门力是启闭机容量选择的重要依据之一,吊耳布置位置不同,启门力大小亦有所改变。针对露顶式弧形钢闸门吊耳布置在闸门上游侧和下游侧两种情况,通过计算不同开度下启门力的数值,得到闸门开启过程中启门力随开度变化的曲线。分析表明:在闸门空载和闸门挡水两种工况下,露顶式弧形钢闸门吊耳布置在闸门上游侧和下游侧时,启门力数值都随闸门开度的增大而减小,吊耳布置在闸门上游侧与布置在下游侧相比,启门力变化平缓且数值较小;在实际设计过程中,吊耳布置涉及因素众多,不仅应考虑降低闸门的启门力以优化启门方案,还应当综合考虑闸门开启过程中的安全性与稳定性。     

板式吊耳的设计计算

大型设备吊装时安全性和可靠性的实现与吊耳结构形式有着直接关系,所以吊耳板的强度和焊缝强度是板式吊耳设计的最重要环节;通常板式吊耳的失效形式以吊耳板与设备本体的焊接强度不够及板孔撕裂为多。应根据设备本体结构特点、外形尺寸和受力分析,设计计算出结构合理、利于操作、安全可靠的吊耳。图2幅,表1个。     

吊点布置对露顶式弧门支臂应力影响有限元分析

针对吊点布置对露顶式弧门支臂应力场分布及变形特性的影响,以某水电站的露顶式弧门为例,应用有限元分析软件ANSYS建立了仿真模型,计算了不同吊点布置情况下支臂应力场分布及变形特性,分析比较了不同吊点布置下的应力及变形差异。结果表明,对于露顶式弧形闸门,当吊点采用不同布置方式时,支臂的应力及变形存在较为明显的区别。该方法对优化露顶式弧门的吊点布置具有重要的参考价值。     

吊物孔盖板压平工具的研制及应用

吊物孔盖板压平工具由螺母、螺杆、下压板、上压板、调节平衡机构和调平圆板构成。在吊物孔盖板压平过程中，只需通过1人操作加压螺母上的操作手柄，即可通过下压板对错位闭合的折叠吊物孔盖板的门板施加压应力，通过调节平衡机构和调平板的配合，做到快速、省力的将错位的折叠吊物孔盖板的门板对齐，从而实现锁定盖板的目的。     

深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝应力变形敏感性分析

以大河沿枢纽工程为依托,采用非线性有限元方法分析深厚覆盖层上沥青心墙坝在典型工况 下的应力变形特性,针对不同覆盖层及防渗墙物理力学参数,进行了沥青混凝土心墙坝应力变形的敏感 性分析。结果表明:两种工况下坝体的应力及竖向沉降分布规律基本相同;覆盖层模量的提高可以有效 的降低坝体及沥青心墙的水平位移及竖向沉降,降低防渗墙及基座的主应力值,但对坝体及沥青心墙的 应力影响较小;防渗墙弹性模量减小能有效降低防渗墙及基座的主应力值,改善防渗墙自身的应力状 态。     

深水吊耳筏式养殖系统波浪水动力特性研究

该文利用数值模拟和模型试验的方法,研究了深水延绳式筏式吊耳养殖系统在波浪作用下的受力及运动特性,并探讨了波高和波浪周期对筏式系统的水动力特性影响。结果表明,波高主要影响筏式吊耳养殖系统的最大受力幅值,而周期主要影响系统的受力分布特性。筏式吊耳养殖系统的各部分最大受力均随波高的增大而增大。梗绳各节点的竖向运动幅值均随波高和周期的增大而增大;梗绳两端节点受锚绳约束,运动轨迹呈现扁平化特征;中间节点运动轨迹随周期增大而呈扁平化趋势,周期越大,水平运动幅值越小。上浮球系绳的最大受力主要出现在背波面,但可能会随着波浪周期和系统结构的变化而改变。深水延绳式筏式吊耳养殖系统属于典型的柔性多自由度海上结构物,该文研究结果可为深水延绳式吊耳筏式养殖系统结构设计和安全性能评估提供参考。     

围岩释放应力对岩壁吊车梁受拉锚杆受力性能的影响

地下厂房岩壁吊车梁受拉锚杆的分析和设计是否应考虑及如何考虑围岩的释放应力与吊车轮压应力的叠加,是目前水电工程界争论较多的问题之一。利用经典力学平衡理论,分析了岩壁吊车梁受拉锚杆的围岩释放应力及吊车轮压应力的形成机理,揭示了各个不同受力阶段岩壁吊车梁受拉锚杆的承载机理和应力传递规律,在此基础上分析了围岩释放应力对岩壁吊车梁承载能力极限状态和正常使用极限状态的力学性能的影响机制。结果表明,围岩的释放应力相当于加载之前对受拉锚杆施加了预应力,它能改善岩壁接合面的开裂及梁体变形性能,但不会对岩壁吊车梁的承载能力极限状态产生正面或负面影响;由岩壁吊车梁极限平衡条件得出的受拉锚杆的吊车轮压应力不应与围岩的释放应力相叠加。上述研究成果可为岩壁吊车梁受拉锚杆的设计提供理论依据和技术支持。     

混凝土坝廊道真实应力影响因素分析

为了进行混凝土坝设计施工阶段廊道应力的计算,避免廊道裂缝的产生,应用SAPTIS程序对施工期廊道在不同影响因素下的应力进行计算,包括不同基础约束情况、环境气温情况、不同坝体冷却方式。结果表明,陡坡坝段的廊道应力远大于河床坝段的应力,地基弹模的改变对于陡坡廊道和河床廊道的应力影响程度基本相同;环境气温对于廊道应力有较大的影响,环境温度越高,廊道应力越小;在降温温差相同情况下,不同降温过程对二冷末廊道最大应力没有影响,仅影响局部应力发展过程,降温越早,相应的应力越大。     

U型过江管道沉放施工过程动力响应分析

U型管道沉放施工过程涉及多体耦合、结构形状不规则、吊缆下放协调难等问题。为了保证施工安全和精度,基于水动力分析软件OrcaFlex,建立了U型过江管道沉放系统沉放过程中的数值分析模型,研究了典型工况下吊缆和锚索的张力、管道的动力响应和沿其长度方向的应力分布、钢浮筒的动力响应,并对吊缆张力进行了关键参数敏感性讨论。结果表明：沉放过程是安全可靠的,但是操作不当极易造成吊缆张力过大;实际工程中建议采用先管道两边后中间的气囊消气方式,气囊消气时间和吊缆下放速度需相互协调,中间吊缆的下放速度或初始下放时刻稍慢于两边;同时有必要对各吊缆张力和管体的运动姿态进行实时监测。研究可为实际沉放施工和其它类似工程提供参考依据。     

基于有限元数值计算的重力坝稳定及应力变形分析

为研究重力坝的稳定性以及其应力分布规律,本文采用有限元数值计算方法 ,在三种不同工况下,建立两种不同断面的(溢流段与非溢流段)三维实体模型计算,并对其结果进行分析总结。结果表明:坝体在三种工况作用下会出现一定的变形,其中水平位移随着工况的变化出现较大的差异,而竖向位移基本不变;水平和竖向位移出现最大的位置分别为坝顶和坝体坝踵处;应力分布规律基本相同,最大拉应力和最大压应力分别出现在坝踵处和廊道附近;在三种工况下,工况3的坝体模型安全系数最小,而相同工况下溢流段的坝体安全系数比非溢流段的坝体安全系数更小。     

基于Ansys Workbench的流固耦合下不同开度弧形闸门应力变形分析研究

针对某水利枢纽工程中弧形闸门在流固耦合场中应力变形特征,引入流固耦合分析理论与Ansys Workbench数值计算平台,研究了闸门支座反力特征参数值随开度值增大而逐渐减小,开度值为5.0时,铰支反力与吊支座反力相比开度值0下分别降低了86.7%、95.0%;分析了两支座反力在不同开度下的差异特点。获得了不同开度下闸门在Z向、X向变形特征与分布态势,量值亦是随开度增大而降低。基于不同开度下应力值变化特征,得到了最大拉、压应力与等效应力分别为132.28 MPa、201.48 MPa、184.27 MPa,小开度与大开度下闸门最大等效应力位置会发生变化。论文为研究闸门安全有效运营的开度值提供一定参考。     

高埋深条件下尾砂土的动强度特性

为分析随着尾矿坝坝高的增加,处于尾矿库高埋深条件下的尾矿料在地震作用下是否会出现液化现象或发生较大永久变形,选择尾砂土进行高埋深条件下不同围压400,800,1 200 kPa的动强度试验,并进行尾砂土液化影响深度分析。分析成果表明高埋深条件下尾砂土的动应力随围压的增加而增大,随固结应力比的增加而增大,变化规律和小围压下的变化规律基本相同;高围压条件下,围压对液化应力比影响较大,液化应力比随围压的增加而减小,但归一化较差。采用规范的尾矿料地震液化判别方法,在尾砂土较小干密度和低固结应力比条件下,中部尾砂土存在大概率液化可能,随着地震作用应力比随埋深的逐渐折减,底部尾砂土可以不考虑液化问题     

龙门起重机主梁揽风吊耳的应力分析

结合某200 t龙门起重机安装的实例,介绍了起重机主梁揽风吊耳设计时的算法及加固措施。鉴于吊耳加固后受力比较复杂,采用ANSYS对吊耳进行了有限元模拟。结果表明,该仿真分析得到的应力场和变形场与实际工程比较接近,可供设计人员参考,该设计采用的算法和分析方法安全可行,可供类似工程借鉴。     

水电站明钢管强度设计的应力分类法研究

为适应我国在压力钢管的管材、焊接和加工安装等方面的显著进步,以及与国际规范和工程经验相接轨的现实需求,文中系统研究了国内外明钢管强度设计普遍采用的应力分类法:从承载特性和力学机制角度阐明了明钢管结构计算模型与控制断面选取的依据,对比分析了国内外规范控制断面应力计算方法的异同,依据失效机理和控制断面应力构成提出了控制断面各部位管道应力分类的科学方法,推荐了各分类应力相应的安全度设置水平。研究表明:国内外规范的控制断面选取有差别,而应力计算方法基本相同;支承环近旁管壁边缘断面可不选为明钢管设计的控制断面;管道用钢量主要取决于跨中断面整体膜应力的允许值;采用本文推荐的应力分类和安全度设置水平,在满足强度安全要求下可有效地节省管道用钢量。     

隔河岩垂直升船机船厢吊耳应力试验

在对升船机调试进行时,对船厢吊耳进行了静、动应力检测,成果表明吊耳提升力满足设计要求,对解决各吊耳受力不均匀的问题,提出了建议.