三维FEM在大型弧形钢闸门安全检测中的应用

以广西岩滩水电站的钢闸门安全检测为背景，以溢洪道弧形闸门为例，用三维有限元方法分析计算了闸门在各个工况下的应力、变形特性，计算结果和现场应变测试的结果基本一致．在有限元计算和现场测试结果的基础上，根据水工钢闸门设计规范和水工金属结构报废标准建立的强度和刚度评判标准，对岩滩电站的闸门进行了校核，并评价了其安全性．该理论和方法，可为类似闸门工程的设计和检测提供参考．     

立柱式双向旋转钢闸门静力数值分析

基于大型有限元分析软件ANSYS,对立柱式双向旋转钢闸门进行了建模和分析,通过静力分析获得了闸门不同工况下的应力和应变的分布规律,对闸门的强度和刚度进行了校核.结果表明,闸门的强度和刚度满足设计要求,闸门整体结构设计合理,所作研究对同类闸门结构的设计计算具有一定的参考价值.     

基于APDL农业渠灌区计量平板闸门参数化建模及结构分析

针对渠灌区计量平板闸门的结构特点,采用APDL参数化有限元分析技术,建立平板闸门的三维有限元参数化模型并研究分析水压作用下,加强筋间距、门板板厚、铝合金薄板厚度等关键结构参数对闸门变形的影响规律.综合考虑结构参数对闸门质量的影响关系,得到跨度为2 m、高度为1.7 m的平板闸门,在保证强度和刚度要求前提下的关键结构参数值,使得闸门总体结构合理,达到轻量化设计的目的.     

基于LS-DYNA的大跨度弧形闸门船舶碰撞有限元分析

基于显式有限元方法,利用LS-DYNA计算平台,对大跨度弧形闸门的碰撞进行了仿真分析.分析了一大跨度弧形闸门受碰后的变形情况,得到了闸门的应力-时间曲线、应变-时间曲线、碰撞力-时间曲线以及能量曲线,为该弧形闸门的设计和制造提供了可靠的依据.     

葛洲坝水利枢纽二号船闸叠梁门有限元分析

针对葛洲坝水利枢纽二号船闸新设计的叠梁门,按照《水利水电工程钢闸门设计规范》,采用大型有限元软件ANSYS进行了三维线弹性有限元分析,从强度和刚度方面进行了评价,为该新叠梁门的设计提供了重要的参考依据．     

基于ANSYS的弧面三角闸门自振特性研究

水工闸门设计时需考虑闸门整体的自振频率,避免水流脉动作用使闸门产生强烈共振.本文以某船闸弧面三角闸门的动力学问题为背景,重点分析流固耦合效应对闸门整体结构自振特性的影响,并基于有限元分析软件ANSYS建立弧面三角闸门的数值分析模型,计算出闸门在不同门前水体宽度和高度下的自振频率和振型.结果表明,水体产生的流场对闸门自振特性有显著影响.     

水电站泄水闸闸墩的有限元分析

水利水电工程中广泛采用的弧形泄水闸墩应力状况复杂,某些部位拉应力远超过混凝土受拉极限.应用ANSYS软件对典型的此类结构作了有限元分析.在建立有限元网格模型中,应用了映射网格、自由网格及金字塔型过渡网格的混合模型.应用约束方程和虚拟的质点单元,解决了复杂荷载的合理加载问题.有限元模型减去了弧形闸门、闸门支架等非主要部件,使模型规模减小,避免了因荷载不恰当引起的应力异常.     

某水电站导流洞控制段三维有限元分析

某水电站导流洞进口控制段过水断面较大,封堵门设计水头达到75．52m,以结构力学方法计算,难以反映结构实际受力情况且配筋量较大．为反映结构应力应变实际情况,利用ANSYS有限元分析软件,建立某水电站导流洞控制段三维模型进行有限元计算,重点分析闸门颈口,边墩,中墩,顶板和底板等部位应力应变情况,为结构设计及结构配筋优化提供依据,也为今后的实际工程提供了有意义的参考．     

不同水位作用下闸门地震响应分析

地震是闸门失稳的主要原因,随着水利工程的迅猛发展,闸门的抗震设计已经成为水利工程研究的重要课题。本文应用通用有限元软件ADINA对在不同水位下平板闸门进行了地震响应进行了数值模拟分析,并利用MATLAB编程计算出了在不同水位下闸门所对应的σ(应力)~ε(应变)响应面。结果表明:随着水位的平板闸门整体的σ(应力)~ε(应变)振型提前,振幅增加,荷载越大闸门在地震荷载作用下越容易破坏。     

大顶子山弧形泄洪闸冰压承载能力数值分析

松花江流域大顶子山航电枢纽工程的建成改变了河流的水文,使得水面变宽、流速变缓、江水易结冰。冬季结冰对泄洪闸门的日常运行管理产生极为不利的影响,静冰挤压可能会使闸门产生较大变形致使闸门无法抬起。根据闸门设计图纸,采用有限元分析软件ANSYS建立有限元模型。根据该闸门的工作状态与当地水文资料确定结冰期内的极限组合工况。将此极限工况按冰厚分成若干等级,其中静冰挤压力的取值参考《水工建筑物抗冰冻设计规范》(2006)的相关规定。在每一组合工况下分析弧形钢闸门结构强度、刚度以及稳定性,通过二分法确定闸门静冰挤压力承载上限。计算结果表明,在结冰期内,闸门基本可以承受0.2m厚的冰载荷,此结论可以为大顶子山航电枢纽泄洪闸的冬季破冰作业提供一定的数据支持。     

基于ANSYS的护镜门三维有限元分析

针对南京三汊河河口闸构件存在一定程度的锈蚀,同时其吊点与重心偏离,启闭过程中自重产生的应力、变形等问题,运用大型通用有限元分析软件ANSYS建立1 #护镜门(左岸)的空间三维有限元模型,选取不同开启角度模拟闸门的开启,分析了闸门在不同开度时自重作用下的应力、变形情况,并与相应规范折算出的容许应力和容许挠度加以比较,对闸门的安全运行进行校核,为安全运行以及护镜门的优化设计提供参考.     

门式启闭机门架结构有限元分析

以某大型门式启闭机为对象,利用大型有限元分析软件ANSYS,按实际结构和工况对其进行静力特性和模态分析,从强度和静态刚性两方面对该门式启闭机门架结构设计方案进行评价,并根据固有频率和振型,提出了该门式启闭机应当避免的工作条件建议.     

预应力闸墩颈缩体形研究

以某水电站溢洪道堰闸坝段中墩为研究对象,以ANSYS软件为平台对预应力闸墩在不同荷载组合工况下进行计算分析。针对闸墩颈部拉应力较大的实际受力情况,对预应力闸墩颈部采取颈缩措施。采取在长度、深度和高度三个方向颈缩的方案,并分别建立了有限元模型。对颈缩的长度、高度、深度在不同尺寸下的计算结果进行对比分析研究,确定最佳颈缩尺寸。其计算分析研究结果为工程设计提供参考,以利于改进和优化闸墩结构设计。     

大型吊装门架受力分析和研究

通过使用ANSYS有限元程序对天津市慈海桥摩天轮塔腿吊装门架进行分析,通过将实测结果和计算数据进行对比,事实表明所建立的有限元模型可以很好的分析门架受力情况,为施工控制提供理论上的依据。     

虚拟制造环境下有限元分析的应用

虚拟制造 ( VM)为产品设计和生产过程的优化提供了集成的建模和仿真环境。以设计为中心 VM在设计阶段为设计者提供了制造信息 ,它采用基于制造的仿真来优化产品和过程设计 ,从而实现制造目标。为此 ,提出了以设计为中心 VM系统的体系结构 ,分析了 VM环境下有限元分析的特点 ,并用 IDEF1 X方法描述了有限元分析的信息模型。基于以设计为中心 VM系统的集成环境 ,对某产品关键机械零件进行了有限元分析 ,优化了产品结构。结果表明 ,有限元分析与 VM系统的集成有效地减少了产品开发的时间和成本 ,提高了产品质量。     

新型20 m桥梁检测车结构的有限元力学分析

针对设计的新型20 m桥梁检测车,利用Pro/E软件建立了4种工况下整车结构的实体模型,运用有限元软件ANSYS对建立的模型进行了静力和模态分析。开展对设计结构进行强度校核,找出了设计结构的危险部位,并综合分析结果提出了设计结构的加强建议。有限元力学分析为校核结构强度提供了重要的理论方法,分析结果为桥梁检测车的结构设计与实际生产提供了理论依据与技术支持。     

应变片敏感栅结构参数对测量精度的影响

电阻应变式传感器的系统误差主要是由测量过程中的应变传递误差引起的,而这一误差的大小随着传感器敏感栅结构参数的不同而有所差异。针对这一问题,建立了由悬臂梁(被测基体)、粘结剂和应变电阻丝所组成的测量模型,运用有限元方法研究敏感栅电阻丝结构参数对测量结果的影响,同时通过实验验证了有限元分析方法的有效性。结果表明:栅长、栅间距在基体应变传递中具有中间最优值,栅丝直径越小应变传递误差越小。根据有限元分析结果给出了各结构参数对应的相对误差大小,为测量过程中电阻应变式传感器结构参数的选择和进行适当的误差补偿提供了有效参考。     

PBGA封装体的热-结构数值模拟分析及其优化设计

基于热弹性力学和结构优化理论,针对典型的PBGA封装体在工作过程中的受热问题,建立了有限元数值模拟分析模型,模型中考虑了完全和部分两种焊点阵列形式,采用了基于散热功率的热生成加载、热循环加载和热循环、热生成综合加载三种方式．计算结果与文献中的实验结果进行了比较,并讨论了各层材料的主要参数对封装体热-结构特性的影响,算例结果表明对电子封装体的热-结构特性分析采用有限元数值模拟是可行的,并据此分别以最大应力最小化和封装体质量最轻为目标,对封装体进行了优化设计,为提高封装件的可靠性和优化设计提供了理论依据．     

某水坝船闸人字门拉杆破坏的断裂动力学分析

对某水坝船闸人字门拉杆断裂事故进行断裂动力学的定性与定量分析.在定量分析中,编写了该裂纹结构受冲击载荷作用下的全尺寸三维动态有限元程序,并进行了大规模的数值计算,确定了表面裂纹动态应力强度因子,论证了该事故发生的原因.分析结果有助于防止水坝船闸人字门拉杆类似事故的发生以及采取相关措施.