直埋式蜗壳三维非线性有限元静力计算

直埋式蜗壳具有明显的优势，但在我国迄今尚无实际的工程应用。三峡右岸电站15#机组蜗壳拟采用直埋式方案，蜗壳结构的可靠性、机组运行的稳定性等都需得到数值计算和模型试验的验证。为此，本文运用钢筋混凝土弹塑性断裂损伤模型对该蜗壳结构进行了三维非线性有限元分析，得到了钢材的应力、混凝土损伤范围、混凝土裂缝宽度和结构位移。计算结果表明，直埋方案从强度上可以保证蜗壳结构的安全，若能采用适当的工程措施，将混凝土裂缝宽度限制在规范限定的要求以内，那么三峡右岸电站15#机组蜗壳采用直埋方案是完全可行的。     

有限单元法和弹性中心法在坝后背管结构设计中的应用比较

结合三峡水电站工程实际,采用有限元软件ABAQUS对坝后背管结构进行了平面非线性有限元计算,并将结果与模型试验、结构力学弹性中心法成果比较,研究了结构力学弹性中心法在坝后背管设计中的适用性。研究结果表明,有限元方法能更好地反映管道结构裂缝开展、钢衬和钢筋应力分布规律,而结构力学弹性中心法计算得到的外圈钢筋应力偏大,不仅难适用于全背式背管,对浅槽式背管的计算误差更大。浅槽式背管由于两侧坝体混凝土对管道的约束作用,不仅可提高初裂荷载,减小裂缝处钢衬和钢筋应力和裂缝宽度,而且与全背式背管相比对管道抗震更有利。     

地下埋藏式钢岔管承载机理研究

水电站地下埋藏式钢岔管承载能力是工程设计中非常重要的一个内容，但目前对于钢岔管与围岩联合承载的机理还缺乏系统深入的研究。本文结合某抽水蓄能电站的工程实际，按照钢衬与围岩联合承载的原理，用三维非线性有限元对埋藏式钢岔管进行了计算分析。计算结果表明：在钢衬与围岩共同承受内水压力时，围岩发挥了重要作用，围岩的性能越好，所分担的内水压力就越大，因此在埋深足够的情况下，应充分利用围岩进行分载，以减小钢衬厚度，从而节约工程投资。     

水轮机蜗壳垫层参数分析

利用ANSYS有限元软件,并考虑钢壳-垫层、钢壳-混凝土之间的摩擦接触条件,建立钢蜗壳及其外围混凝土的局域三维应力计算,来分析垫层的弹模、厚度、泊松比等参数对钢壳及其外混凝土受力状况的影响,得到一些参考价值参数成果。     

碾压混凝土重力坝导流底孔有限元分析

以托口水电站碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法对施工期碾压激振力的大小及常态混凝土顶板的厚度进行了敏感性分析,发现施工期顶板不宜太薄,建议取3m,以减小实际工程中因碾压设备激振力较大导致顶板混凝土开裂的概率;并对后期下闸封堵分别计算了同一坝段两个底孔先后封堵和同时封堵两种工况的应力应变情况,先后封堵工况中底孔环向拉应力值及范围均有所增大,且在结构分缝处的错动变形明显比同时封堵工况大,对止水适应变形的要求更严格,建议实际工程中导流底孔尽可能同时封堵或相隔时间不宜太长.     

蜗壳空腔及内水压力对机墩受力的影响分析

采用有限元软件ANSYS对官地水电站机墩结构进行三维有限元分析,从结构应力、配筋和位移角度研究了蜗壳空腔和内水压力对机墩受力的影响.结果表明,分析机墩应力和配筋时有必要考虑蜗壳空腔和内水压力对机墩结构受力的影响,尤其对高水头、大直径蜗壳的厂房结构进行整体计算分析方能使机墩结构设计更符合实际.     

水电站蜗壳结构研究及应用的回顾与展望

简要介绍了国内外三种水电站钢蜗壳埋入方式的应用和发展历程,对我国700 MW级水轮机蜗壳埋入方式的创新性成果进行了整理归纳,总结出水电站蜗壳结构研究中取得的三个重要进展,即蜗壳结构非线性数值分析方法、蜗壳外围混凝土配筋原则以及以机组稳定运行为核心的设计理念。针对当前蜗壳结构理论研究方面存在的不足,指出施工期水化热缝隙的形成机理、运行期温度作用效应、垫层材料长期力学特性、钢蜗壳-混凝土接触面脉动压力的传导特性,以及钢蜗壳和座环的疲劳失效是未来蜗壳结构研究需要重点关注的内容。在蜗壳新技术应用发展方面,介绍了预热膨胀构造初始缝隙和可融涂层构造初始缝隙两种新型蜗壳埋入方式。最后建议研究人员和设计人员应以持续和动态的视角看待蜗壳结构长达几十年的服役过程,充分重视结构老化累积的安全隐患。     

《水电站》课程多媒体软件设计

论述了水电站课程多媒体教学软件的设计思想,制作方法和功能,软件内容包括：绪论,水力机械,水电站输水系统,水电站厂房,思考题和试题库五部分,软件用于水电站课程的课堂教学或课外自学,有效解决了《水电站》课学时少,内容多的矛盾,提高了教学效果和学生的学习兴趣与积极性,可代替部分实习内容。     

地下埋藏式压力钢管非线性有限元分析

考虑了回填混凝土、围岩的弹塑性、初始地应力及开挖支护引起的二次应力的影响和内水压力作用下钢衬的弯曲、剪切效应,并将罚函数的思想应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析,编制了相应的非线性有限元程序.结合工程实例,通过方案比较得出了对工程设计有参考价值的结论.     

水电站充水保压蜗壳初始保压间隙的构造方法

充水保压蜗壳初始保压间隙的高效模拟是仿真算法的难点之一,为弥补传统仿真算法的不足,以ABAQUS为平台,开展数值模拟试验,提出在蜗壳与外围混凝土传力面上设置铰接-接触单元,并结合单元生死技术的初始保压间隙构造方法;之后以国内某大型水电站蜗壳结构为例,分别采用传统仿真算法和新算法模拟了蜗壳打压、卸压过程中典型断面保压间隙的过程。结果表明,新算法所得初始间隙的空间分布规律与传统算法完全一致,且新算法可一次完成、原理简单、易于掌握,尤其对于三维计算效率更高,可进行推广应用。