应用于河道中的新型钢闸门静力特性有限元分析

钢闸门是一种具有很强的空间效应的结构,应采用空间有限元对其结构的整体工作性能进行计算分析。本文主要用有限元分析软件ANSYS分析的方法,确定闸门的合理布置型式,并按真实的三维情况建立新型钢闸门有限元分析模型,对其各种工况下的闸门应力、位移挠度以及屈曲荷载等静力特性进行计算分析,为完善闸门结构的设计提供了依据,对同类闸门结构的设计计算有参考意义。并且通过闸门在不同倾斜角度和过水条件下工况的对比,得出闸门的运行情况,为此类闸门正常运行提供依据。     

应用于河道中的新型钢闸门静力特性有限元分析

撑卧式平板钢闸门是一种新型的闸门形式,它借助于闸门后被油缸施加到支撑桁架的推力而撑起,起到拦河蓄水的作用,闸门在开启时是通过油缸减小推力,桁架沿着设计好的轨道向下游滑动,在一制动装置的作用下,闸门逐渐倾斜泄水得以实现。本文主要用有限元分析软件ANSYS分析的方法,确定闸门的合理布置形式,并按真实的三维情况建立新型钢闸门有限元分析模型,对其各种工况下的闸门应力、位移挠度以及屈曲荷载等静力特性进行了计算分析,为完善闸门结构的设计提供了依据,对同类闸门结构的设计计算有参考意义。     

弧形钢闸门三维有限元静力安全评价

针对长期服役且不具备原型检测条件的水工钢闸门的安全评价问题。采用三维有限元法直接 建立钢闸门的真实几何模型和有限元模型,对闸门结构进行常用运行工况和瞬间开启工况下的强度和 刚度分析,并依据钢闸门设计规范对其安全性进行评价。以新疆乌鲁瓦提水利枢纽冲沙洞弧形钢闸门 为例,通过分析得出,两种分析工况下弧形闸门结构的强度和刚度均满足当时和现行钢闸门设计规范的 要求;闸门启门力对闸门整体结构的强度和刚度有很大的影响,尤其对闸门顶梁结构和上主横梁结构的 强度影响极大,顶梁板结构的强度降低 2．61倍,刚度降低 18．24％。为钢闸门安全评价提供了切实可行 的分析方法,为钢闸门的安全评价提供了借鉴,同时也为完善钢闸门产品设计提供了理论基础。     

基于ANSYS的浑河闸钢闸门结构应力有限元分析

水工钢闸门等金属结构的安全评价和复核计算应定期进行,有限元方法相比传统的电测方法在工况模拟、可操作性和经济性等方面有着诸多优势。文中基于ANSYS软件对浑河闸枢纽工程的钢闸门进行有限元数值模拟,对闸门主要构件包括面板和梁系结构进行分析校核。从数值模拟结果可知,闸门主要构件的强度、刚度计算结果均不大于所用材料的容许应力和挠度值,满足规范和工程运行要求。有限元方法的引入可以为电测方法测点的布置和量测提供基础数据,为钢闸门的设计、安全评价和复核计算提供参考依据。     

大型弧形闸门静力特性有限元分析

以某水电站溢洪道弧形闸门为例,建立了大型弧形闸门的有限元分析模型,应用ANSYS软件对其在各种工况下的支铰反力、闸门应力、位移挠度以及屈曲失稳等静力特性进行了计算分析,为完善闸门结构的设计提供了依据,对同类闸门结构的设计计算有参考意义。     

U形闸门结构静、动力特性研究

运用ANSYS软件对U形闸门及其对应的整体闸门结构不同运行工况下的静力特性及自振特性进行了计算分析,比较了2种结构形式的应力、位移及自振特性的差异,为完善U形闸门的设计提供技术依据,其结果可为同类闸门结构的设计计算提供参考。     

固镇船闸三角闸门的静力数值分析

针对三角闸门空间计算一直比较复杂的现状,以固镇船闸三角闸门为研究背景,采用有限元分 析软件ＡＮＳＹＳ对三角闸门空间效应进行了模拟研究。计算出各构件的内力、应力及变形,分析了不同 工况条件下闸门整体应力应变情况,校核了闸门的静力特性,评估出闸门的安全性。研究成果可为设置 浮箱的三角闸门设计、安装、运行提供理论参考。     

潜孔弧形闸门静力有限元分析结果对平面体系计算结果的验证

目前,对于弧形钢闸门刚度、强度校核基本上是按照常规的平面体系进行结构计算,其计算结果不能有效反映闸门的空间效应。对于空间效应较强、结构较为复杂的大型水工钢闸门,宜用空间有限元复核计算结构。介绍了利用ANSYSY软件对某电站泄洪闸弧形闸门进行的三维有限元分析。从结构刚度和强度两个方面,对在最大水压力作用下闸门的安全性进行了分析,得出了一些有益结论并用于指导某电站的闸门设计。对初学三维设计者具有一定的参考意义。     

斧子口水利枢纽溢流坝三维有限元分析

采用ANSYS数值计算软件对斧子口水利枢纽大坝溢流坝段进行三维有限元结构应力与稳定分析,对比分析了在设计洪水位闸门全闭挡水和中孔闸门开启两种工况下的坝体应力和位移计算结果,计算成果为该溢流坝的设计施工提供依据。     

划子口河闸弧形钢闸门三维有限元分析与安全评估

划子口河闸拆建工程闸门为"Π"型弧形钢闸门,为掌握不同工况下的结构变形和应力分布,需要建立三维有限元整体模型进行分析.采用ANSYS有限元计算软件建立模型,按不同工况分别施加荷载.计算结果表明,5种工况下弧形钢闸门的结构变形都在允许范围内,应力值都在钢材的屈服应力以下.采用结构线性屈曲分析闸门结构稳定性,用有限元法求出结构的稳定安全系数,结果表明大部分工况下的稳定安全系数大于4,最先失稳的部位在跨中水平次梁处,建议适当加密跨中纵梁,以减小水平次梁计算长度,提高稳定性.     

基于有限元的闸门变形计算分析研究

平板闸门是一种典型的空间薄壁结构体系,由一系列板、壳、梁、杆等构件组合而成。有限元计算模型的选择考虑到各构件的几何性质、变形特征和受力方式以及相互作用关系等,以正确反映出闸门的整体作用以及各构件的实际工作状态。本文分析有限元方法计算闸门变形基本原理,并以实例进行计算,得到较为合理的计算结构,验证有限元计算闸门变形的可行性。     

深孔弧门三维拓扑优化应用研究

当前拓扑优化在水工闸门中的应用均为二维平面内的拓扑优化设计,未涉及闸门空间拓扑形式的问题。针对此,以某水电站工程深孔弧形钢闸门为例,基于连续体拓扑优化方法中的变密度法进行深孔弧门三维拓扑优化的应用研究,采用有限元软件对拓扑结果进行数值分析,并与工程中常用V型二支臂结构形式进行对比。结果表明采用三维拓扑优化得到的弧形闸门支臂最优拓扑构型为Y型树状结构,且在满足局部稳定要求前提下构建的箱型截面树状支臂结构承载能力满足规范要求。与规范中常用V型支臂结构进行对比分析,结果表明,拓扑优化的树枝状支臂结构整体位移减小15.8%,最大应力减小15%且整体分布更加均匀。三维拓扑优化方法可以应用于深孔弧形闸门的结构优化设计当中。     

基于ANSYS的拱形闸门自振特性研究

拱形闸门属轻型壳体结构,在水流作用下易发生共振,甚至引起振动破坏。本文结合某控制闸工程实例,建立了拱形闸门的三维有限元模型,考虑流固耦合引起的附加质量对闸门自振特性的影响,利用有限元分析软件ANSYS进行模态分析,揭示了拱形闸门的自振频率和振型等自振特性。研究结果为最终设计方案的选定提供了理论依据,对同类闸门结构的设计具有参考意义。     

闸门室混凝土与岩体粘结和分离时应力分布对比分析

针对修建在岩基上的某泄洪洞预应力工作闸门室,采用有限元计算方法,结合有限元分析软件ANSYS进行三维有限元计算。研究工作闸门室在混凝土与岩体粘结和分离两种边界条件下的应力分布,分析在分离情况下对闸门室造成的影响。计算结果表明在不同边界条件下,预应力工作闸门室应力分布的区别主要集中在闸门室上游面和压力进水口段,分离情况对闸门室造成的影响较大。研究成果可以为工作闸门室的设计和施工提供参考。     

船闸横拉门静力数值分析

基于有限元分析软件ANSYS,建立京杭运河刘山复线船闸横拉门的有限元模型,分析了闸门在不同工况下的应力及变形分布规律,对闸门强度和刚度进行了校核。结果表明,该船闸横拉门的结构满足设计要求,该研究为闸门设计提供参考,并对同类闸门结构设计具有指导意义。更多还原     

基于三维有限元的防洪闸底板内力计算方法研究

随着防洪闸等水利工程趋向于大型化与复杂化,传统方法很难准确计算大体积复杂混凝土结构截面应力应变状态。针对上述问题,根据某防洪闸工程实例,利用Midas GTS NX软件建立了防洪闸及其附属结构的三维有限元模型,模拟分析了不同工况下防洪闸闸室底板变形特征。结合基于文克勒地基梁的基床系数法和基于应力积分方法的三维有限元法,对比研究了防洪闸底板内力特性,发现基于应力积分的三维有限元法能够很好地模拟实际工程结构的受力特性,而基床系数法由于忽略了边荷载作用,低估了底板的最大负弯矩;利用三维有限元模型进一步探究不同范围边荷载单独作用下闸室底板结构变形特征与内力特性,结果表明闸室水压力和相邻闸室结构荷载的影响最大,在实际计算中垂直水流向1.5倍基础宽度范围内边荷载作用应重点考虑。     

支座沉降下的底轴驱动闸门静力数值分析

基于有限元分析软件ANSYS,建立了底轴驱动闸门结构的有限元模型,对闸门在蓄水工况下的应力与变形进行有限元分析,通过对各个支座处基础沉降的不同组合,分析对闸门结构的影响,为闸门设计、制造和安装提供理论参考。更多还原     

弧面三角闸门的静力数值分析

基于大型有限元分析软件ANSYS,以夏仕港船闸弧面三角闸门的静力学分析为背景,建立起闸门的有限元模型。综合考虑重力、风载荷、水压力等主要载荷影响,对闸门在蓄水与通航条件下进行静力分析,得出不同工况下闸门的应力及变形分布情况,并对闸门强度、刚度和稳定性进行校核,评估出闸门的安全性。结果表明:船闸弧面三角闸门的整体以及各构件满足强度、刚度、稳定性要求,该研究为同类型水工钢闸门的设计与校核提供理论参考。     

紫兰坝水电站泄水闸预应力闸墩设计

紫兰坝水电站泄水闸为潜孔式平底闸，弧门推力巨大，闸墩必须采用预应力结构，通过三维有限元的分析等方面研究，确定预应力闸墩与锚块的连接形式采用简单式结构，主锚索平面上采用倾斜布置。     

三角门闸首底板内力计算分析

在三角门闸首设计时,往往不计算底板纵向内力;且传统郭氏表法计算底板横向内力时是将边墩和底板分开考虑,忽略了门库段边墩厚度相对较薄的特征,这与实际情况存在偏差。为了改进闸首结构设计,提出了两种简化算法来校核门库内底板纵向内力,同时利用有限元软件建模来验证。对比分析结果可知,在横向,郭氏表法计算的门前段负弯矩偏小,门库段、门后段负弯矩偏大,建议进行多次内力调整;在纵向,两种简化算法和有限元法计算结果接近。