二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究

本文介绍二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究结果，结果表明：大型水电站采用保压浇筑钢蜗壳外围混凝土的方法是可行的，它可以充分发挥钢蜗壳自身承担内水压力的能力。

水电站钢蜗壳垫层厚度对应力的影响分析

以阿海水电站为例,采用有限元理论,选取适用于混凝土材料的非线性本构关系,在蜗壳上部有关荷载、结构自重和内水压力联合作用下,计算分析了蜗壳钢衬、不同厚度垫层和外包钢筋混凝土的联合作用结构,给出了蜗壳应力及外围混凝土应力与垫层厚度的关系。

瀑布沟水电站充水保压蜗壳结构模型试验

为了研究瀑布沟水电站充水保压蜗壳结构在设计内水压力反复作用及超载作用下的结构应力变形规律和超载能力,采用几何比尺为1∶10的整体结构模型,对该水电站充水保压蜗壳结构进行了试验研究.结果表明,瀑布沟水电站采用充水保压蜗壳结构型式,在设计荷载2.45 MPa内水压力的反复作用下,外围混凝土不会开裂,机墩变形较小;在7.0 MPa的超载作用下,结构依然具有较好的整体性,具有较高的超载安全度.试验结果还表明,充水保压措施有利于发挥钢蜗壳的承载能力,有利于降低蜗壳外围混凝土的应力水平,减小机墩变形.

温度变化对水电站蜗壳结构配筋的影响

水电站厂房下部结构是一个多孔洞的大体积混凝土结构,受力状况复杂,尤其是在温度变化作用下,蜗壳周边混凝土的应力状态更是难以确定．为此,运用三维有限元对某水电站地下厂房下部结构进行了数值分析,确定其在运行期间的最高温升、最大温降、半数磁极短路以及蜗壳未充水最大温降4种工况下的应力分布状态．根据数值计算的结果得到平行机组安装高程6个平面的环向应力和8个典型纵剖面的环向应力,然后进行配筋计算．分析温度变化对水电站厂房下部结构配筋的影响,为今后分析水电站厂房下部结构的温度应力以及优化水电站蜗壳外围混凝土的配筋提供了可靠依据．

水电站直埋蜗壳结构受力特性与承载力

基于损伤理论,采用ABAQUS程序对某大型水电站直埋蜗壳方案进行非线性有限元计算,实现了蜗壳加载过程及超载的数值仿真,研究了此新型结构在内水压力上升的过程中钢蜗壳和钢筋应力、混凝土开裂区和机墩上抬位移的变化规律以及结构的超载能力.结果表明:当荷载达到0.5倍的设计内水压力时,蜗壳外围混凝土将进入开裂阶段,钢蜗壳和钢筋应力变化加快,机墩上抬位移变化速率也增加;但是在设计荷载作用下直埋蜗壳的整体安全度仍然很高,其内水压力的超载安全系数在2.0以上.这种蜗壳结构型式应用于实际工程是完全可行的.

西龙池抽水蓄能电站蜗壳结构三维有限元计算分析

本文应用三维有限元方法,对西龙池抽水蓄能电站整体蜗壳结构在不同充水保压值KI情况下的应力状态进行计算分析。结果表明,充水保压值KI的大小对蜗壳外围混凝土的应力状态有重要影响,蜗壳外围混凝土中沿蜗壳断面的环向拉应力是控制应力,其数值随着蜗壳断面直径的减小及距蜗壳表面距离的增大而减小,最大环向拉应力出现在蜗壳与进水钢管相接断面的顶部;沿蜗壳轴线方向的应力为相对均匀的拉应力,最大拉应力出现在外围混凝土厚度最薄的部位。在对蜗壳应力状态和运行特性进行分析的基础上,提出合理的充水保压值KI。

呼和浩特抽水蓄能电站蜗壳压水试验过程中钢板环向应力分析

为研究呼和浩特抽水蓄能电站蜗壳水压试验钢板应力状态,分析了#3机组蜗壳钢板应变计监测数据。监测结果显示,#3机组蜗壳钢板应力变化与水压变化具有很好的相关性,复相关系数在0.993-1.000之间。蜗壳最大水压（13.25 MPa）时钢板最大应力为194.65 MPa,低于屈服强度610 MPa;保压浇筑水压（3.235MPa）时钢板最大应力为20.73 MPa;同一内水压力时蜗壳上、下蝶边钢板应力是同断面其余部位钢板应力的1.1-1.8倍;蜗壳最大内水压力工作时,蜗壳承担3.24 MPa内水压力,蜗壳与机组结构共同承担3.36 MPa内水压力。结果表明,#3机组蜗壳钢板应力变化正常,钢板在弹性范围内工作。

1000MW级水轮机顶盖与蜗壳座环的联合受力分析

本文利用ANSYS软件,对1000MW级水轮机顶盖和蜗壳座环的应力与变形进行了联合受力下的有限元分析计算,并与传统单个部件分析结果进行了比较,更准确地获得了顶盖和蜗壳座环的应力和变形。

水电站充水预压蜗壳结构的应力仿真算法研究

应用三维有限元程序仿真模拟充水预压蜗壳结构的施工及运行全过程,得出的钢衬和外围混凝土的应力、应变状态与传统的简化算法结果相比较,其应力分布规律基本一致。但由于简化算法忽略了预压水头及预压施工缝隙对整个结构的影响,因此简化算法的外围混凝土的应力值要小于仿真算法,其相对误差一般在8％以下。

基于ANSYS/LS-DYNA的V150油套管热矫直残余应力

基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立V150油套管热矫直的三维有限元模型,研究矫直后环向和轴向残余应力的分布规律,并利用X线衍射法测量了矫直管内表面环向残余应力。结果表明：环向和轴向残余应力呈螺旋状分布,螺旋接触带与管体轴向成58°的夹角,与矫直辊倾角互余,相邻的2个螺旋接触带之间的距离约为350 mm,基本等于矫直管的螺距（349 mm）;环向残余应力具有外拉内压规律,轴向残余应力外表面以拉应力为主,内表面拉压应力并存,压应力极大值出现在壁厚中部;矫直管内表面环向残余应力的实测值为189~489MPa,模拟数值为130~480 MPa,两者吻合良好,表明建立的矫直模型是可靠的。

预应力钢筋混凝土蜗壳的结构研究与应用

高坝洲水电站由于设计水头较高 ,设计单位建议采用预应力钢筋混凝土蜗壳。为此 ,进行了预应力钢筋混凝土蜗壳常规分析计算和三维有限元分析计算 ,并进行了预应力蜗壳三维仿真材料结构模型试验研究。与此同时 ,还进行了预应力锚索压缩式内锚结构仿真试验研究。两项试验研究成果 ,均已用于高坝洲水电站建设之中。葛洲坝集团公司清江施工局负责预应力钢筋混凝土蜗壳的施工 ,各项技术指标均满足设计要求 。

三峡工程左岸电站4#机组蜗壳水压实验全过程监测分析

通过对三峡工程左岸电站4#机组蜗壳水压实验的全过程监测,分析蜗壳关键断面在加压、保压以及卸压过程中的钢板应力状况,得出蜗壳在整个过程中的应力变化及分布规律。为蜗壳充水加压、保温保压下二期混凝土施工及蜗壳自身的承载情况提供了依据。

三峡水电站“充水保压”蜗壳三维仿真整体结构模型试验

采用比尺为 1∶1 2仿真整体结构模型 ,以设计内水压力值反复加载 1 2 0 0次和超载试验的方法 ,对三峡水电站 70m水头保压值蜗壳结构的应力和变形进行研究。结果表明 ,三峡水电站采用“充水保压”钢蜗壳外围混凝土结构型式 ,具有较高的超载安全度 ,特别有利于提高水轮发电机运行的抗振性能 ;后续机组的充水保压值可适当提高 ;可减少钢蜗壳外围混凝土中的配筋量 。

水轮机蜗壳座环的应力分析与评定

本文介绍了ASME规范第Ⅷ篇第Ⅱ部分的应力强度标准在水轮机蜗壳座环有限元分析中的应用。以该标准为考核依据,可以使计算过程中产生的局部高应力得到合理解释和控制,使蜗壳座环的设计更具经济性。

基于无线传感器网络的蜗壳水压试验应力测试

为了改进传统水电站蜗壳应力测试中信号传输线以及电源等在试验现场易受干扰的缺点,在糯扎渡水电站1号蜗壳水压试验应力测试中采用了基于无线传感器网络技术的应力测试方法。试验结果表明:1号蜗壳水压试验所有测点的实测应力值均小于材料的屈服强度值,强度满足设计要求;试验所采用的无线应变测试系统与传统应变测试系统的检测结果相同,且无线方法具有便捷、高效、不易受干扰的优点。试验成果为今后水电站蜗壳水压试验应力测试采用无线传感器网络技术这种新的检测方法提供了借鉴。

三峡水电站左岸厂房10^#机组充水保压蜗壳监测成果分析

本文通过对三峡工程左岸电站10^#机组蜗壳保压浇筑的全过程监测,分析了机组蜗壳在施工期加压、保压以及卸压过程中的钢板、混凝土和钢筋的应力状况和钢板与混凝土结合缝的开度状况,得出机组蜗壳在整个加压和卸压的浇筑过程中工作性态正常,应力和变形均在设计允许范围内。

蜗壳座环与混凝土基础联合受力应力分析研究

本文根据蜗壳、座环应力计算和实测资料,进行了系统而大量的有限元分析,得出了符合实际情况的力学模型,提高了计算精度,满足了大型机组的设计要求。又在深入研究一些主要因素相互影响的基础上,提出了大型水电机组有关构件联合承载的新建议。

EⅡ型旋风分离器异型进口的有限元分析

介绍了旋风分离器异型进口有限元建模情况,分析了异型进口变形状态和应力分布特点,并依据JB 4732对危险截面进行了应力强度评定。结果表明,异型进口的顶板中心位置及外侧板进气口端变形最显著,而该结构应力最大点发生在内侧板拐角与顶板结合处。

温度作用下蜗壳外围混凝土裂缝稳定性分析

大型直埋式蜗壳结构在温度作用下,外围混凝土裂缝受力条件复杂。以某水电站蜗壳结构为计算实例,应用ANSYS有限元软件建立了带裂缝的蜗壳管节模型,引入混凝土断裂力学。考虑温度变化作用,计算蜗壳结构在温度荷载作用下外围混凝土裂缝的应力强度因子,根据混凝土复合裂缝判据判断蜗壳外围混凝土裂缝的稳定性。计算结果表明,温度荷载对蜗壳外围混凝土裂缝稳定性影响较大。

旋风分离器蜗壳进口应力及强度的有限元分析

介绍了旋风分离器蜗壳进口有限元建模情况,分析了蜗壳进口变形状态和应力分布特点,并依据JB4732对危险截面进行了应力强度评定。经分析可知,蜗壳进口的顶板中心位置及外侧板进气口端变形最显著,而该结构应力最大点发生在内侧板拐角与顶板结合处。结果表明,旋风分离器蜗壳进口强度满足安全要求。