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．     

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。     

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.     

钢闸门结构时变刚度模型及其可靠度评估

基于可靠性原理，建立了水工钢闸门结构正常使用极限状态刚度可靠度分析的极限状态方程，提出了钢闸门结构刚度可靠度分析的3种计算模式．对影响钢闸门结构构件刚度衰减的主要因素——钢材锈蚀进行了统计分析，得到了锈蚀规律，并进一步分析得到了闸门构件刚度的衰减模型．以受弯构件为例，采用JC法对其刚度可靠指标进行了计算分析．结果表明，其刚度可靠指标满足结构可靠性总原则的要求，且露顶门的刚度可靠指标大于潜孔门的刚度可靠指标，从而初步确定了现行水工钢闸门设计规范正常使用极限状态的刚度目标可靠指标。     

弧形钢闸门应力分析的有限单元法

在毛主席教育革命路线的指引下,我们兰大数力系力学专业七三级工农兵学员和教师,到水电部第四工程局设计院进行开门办学,接受了弧形钢闸门静力强度分析的计算任务。弧形钢闸门是水工建筑中的一个重要结构物,由于结构和受力情况都很复杂,很难求出一个比较满意的解答,以往的计算多是用材料力学方法进行粗略的估算。我们     

基于支臂布置原则的露顶式弧形钢闸门主框架设计

运用相关理论成果,对某露顶式弧形钢闸门的原设计结构进行改进和分析.基于Ansys 12.0软件建立2种结构的三维有限元模型,在考虑支臂与主梁协同工作的情况下对其进行数值计算,根据计算结果对2种结构的强度和刚度分别对比.计算和对比结果表明,根据现行设计规范设计的原结构并非最优结构,尺寸优化有必要建立在结构优化的基础上;由于规范中尚无相关规定,支臂的布置方式往往由设计人员根据经验确定,为减小盲目性,在设计实践中可以考虑孔口宽高比β和总水压力p的影响:当β>1.4或β≤0.6时,可以考虑布置6根支臂;当0.6<β≤1.4时支臂个数视总水压力大小而定,p≤6.2×108 N时可以考虑布置4根支臂,p>6.2×108 N时可以考虑布置9根支臂.     

水工弧形钢闸门动力不稳定性研究

定量估计了3种情况下弧形钢闸门支臂动力失稳的可能性：小开度、支臂与面板联接处无切向位移与侧向位移,主梁相对挠度〈1／600。Iax〉Iay／3且闸门下游无旋滚时不会形成参数共振;大开度、支臂与面板联接处有侧向位移时,深孔弧形门容易引起参数共振,表孔弧形门不易形成参数共振;小开度．支臂与面板联接处有切向位移,两种负阻尼同时存在,若单位挡水面积上用钢置不足,有可能使负阻尼大于结构阻尼导致支臂动力失稳．给出了判断动力失稳所必须的弧形闸门结构阻尼比的原型观测结果,它表明表孔弧形闸门的结构阻尼比是很小的．     

吊钩桥式起重机主梁的有限元计算

目的在过载条件下,对吊钩桥式起重机的主梁进行分析计算,确保作业安全.方法选用壳单元SHELL63对主梁进行有限元分析,施加均布载荷和集中载荷后,在正常吊重、1.1倍吊重、1.25倍吊重情况下,对整体结构的应力发布进行计算,并与根据《起重机设计手册》计算出的刚度、强度结果进行对比.结果在正常吊重、1.1倍吊重、1.25倍吊重情况下,许用变形均小于27.5 mm,许用应力均小于202.6 M Pa.结论起重机主梁的刚度、强度均有足够的剩余,满足要求,可以安全使用.     

船闸扇形门静力数值分析

基于有限元分析软件ANSYS,建立了南通九圩船闸扇形门下闸首的有限元模型,分析了支座反力及闸门在不同工况下的变形及应力分布规律,对闸门强度与刚度进行了校核．结果表明,闸门结构满足设计要求．所做研究对同类闸门结构设计具有指导意义．     

平面钢闸门制造工艺浅析

钢闸门的类型较多,可以按其工作性质、设置部位或结构形式进行分类。按结构形式可分为平面形门叶钢闸门和弧形钢闸门。钢闸门制造的重点和难点在于对其制造工艺和焊接工艺的控制。本文重点对平面钢闸门的制造工艺进行分析。     

平面钢闸门制造工艺浅析

钢闸门的类型较多,可以按其工作性质、设置部位或结构形式进行分类。按结构形式可分为平面形门叶钢闸门和弧形钢闸门。钢闸门制造的重点和难点在于对其制造工艺和焊接工艺的控制。本文重点对平面钢闸门的制造工艺进行分析。     

已建水工钢闸门应力计算的构件尺寸及梁单元的偏心处理

根据近年来对运行几十年的若干水工钢闸门的结构应力检测与计算的总结，提出了应用梁板组合三维有限元程序计算已建水工钢闸门结构应力时存在的结构构件尺寸(主要指构件锈蚀以后的厚度)与梁板结构偏心处理两个技术问题，并给出了作者对这两个问题的处理方法，结合计算实例说明在计算梁板组合结构时考虑其偏心与否可能引起的误差.     

广蓄二期高压出线构架空间有限元分析和安全复核

用三维有限元程序对广蓄二期高压出线构架进行静力分析,利用图形化的前、后处理系统使得空间模型的建立和计算成果的归纳整理大大简化.同时根据计算成果对结构进行了强度、刚度和稳定性校核.     

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.     

某小型体育馆钢网架结构优化设计

近年来,空间结构在我国有了很大的发展,其中尤以平板网架发展最快、应用最广泛。为了降低工程造价,本文采用优化设计的方法减少用钢量,以结构杆件总质量最小为优化目标,根据杆件的强度、刚度、稳定性、最小截面及结构挠度的约束条件,建立有限元模型,最终确定经济可靠的网架模型。     

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.     

DZ450／9—S自升式钻机底座的起升三角架的有限元分析

根据三角架的实际结构建立了具有弹性基础的三维有限元模型，按两种苛况对模型进行分析计算。计算结果分析的表明，DZ450／9－S钻机底座的起升三角架满足强度、刚度及稳定性要求，且具有富裕量，应考虑三角架的结构优化。     

蜂窝梁承载能力的有限元模拟和分析

通过有限元模拟分析了圆孔蜂窝梁在承受弯曲作用时的刚度、强度和稳定性情况.通过分析蜂窝梁在不同截面上的应力分布情况以及蜂窝孔数目对梁的受力特性和承载能力的影响,得到了蜂窝梁在设计中应该考虑的一些问题.从有限元分析中发现,将H型钢或工字形钢通过切割扩高而形成的蜂窝梁在强度和刚度方面都有了很大提高,但是发生强度破坏时,由于应力集中的原因,破坏会发生在蜂窝孔附近.蜂窝孔数目的多少对梁的整体稳定则基本没有影响,在设计中可以按照H型钢稳定性计算方法进行校验.     

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．     

密云水库二道弧门的动力特性

文中以密云水库第二溢洪道弧门动力问题为背景,应用MSC公司开发的结构计算软件NASTRAN对二道弧门的自振特性进行了分析,将有限元计算结果与实测值作了对比,验证了有限元模型是正确的,并对二道弧形闸门自振特性作出了评价。