纵向框架连接系对露顶式弧形钢闸门静动力特性影响分析

弧形钢闸门是水利枢纽中重要的泄水建筑物,根据事故案例发现弧形钢闸门多因支臂失稳而发生破坏,布置支臂连接系在一定程度上可以增强闸门稳定性,但目前连接系种类众多且无明确规范布置方法。以露顶式三支臂弧门为研究对象,采用CAD-CAE联合仿真的数值模拟方法综合探究了不同形式连接系对该闸门静动力特性的影响。结果表明:连接系的布置可以显著提高闸门刚度,改变闸门结构应力分布,降低最大应力;支臂内部腹杆和斜杆对闸门静动力特性提升效果显著,应进行优先布置;在数值模拟中支臂连接系等构件对模拟结果影响较大,采用空间有限元法对弧形闸门支臂校核时应尽量避免对支臂连接系进行过度简化。研究成果对弧形钢闸门支臂连接系布置及有限元计算具有一定参考意义。

闸门支臂结构合理形式研究及应用

针对斜支臂表孔弧形闸门中支臂结构易破坏及布置不尽合理等问题,采用空间体系法对斜支臂表孔弧形闸门支臂结构的布置形式进行系统研究。通过分析5种常用支臂结构形式对斜支臂表孔弧形闸门结构及支臂自身结构强度、刚度、稳定性和振动特性的影响,结合水工金属结构大数据技术,综合考虑闸门支臂在结构设计、制造加工、运输安装、运行维护等方面的优缺点,给出了表孔斜支臂弧形闸门支臂的合理结构形式,并阐明了支臂结构中竖撑和斜撑对支臂结构强度、刚度和稳定性的影响机理,研究成果经实际工程证明是合理的。

巨型闸门关键技术研究及在白鹤滩水电站的应用

文章介绍了白鹤滩水电站巨型闸门和启闭机等金属结构设备的多种技术创新,包括超宽横向三支臂弧形闸门创新设计、193 m超高水头平面闸门优化设计、高水头弧形闸门充压式止水方案研究、超大容量弧形轨道门机设计研究、百万机组进水口液压启闭机启闭容量设计等。上述关键技术的创新攻关,保障了白鹤滩水电站的泄洪安全、引水发电安全,助力了电站成功投产运行。

斜支臂弧形闸门支铰偏转角计算公式推导

采用空间解析几何中两个平面之间夹角等于这两个平面法向量之间夹角的原理,推导出斜支臂弧形闸门支铰偏转角计算公式;该公式简洁明了并且计算量小,可为斜支臂弧形闸门的设计、加工提供参考,能提高计算的准确性。

基于ANSYS的弧形闸门支臂屈曲分析研究

结合工程实例,利用ANSYS对弧形闸门支臂进行特征值屈曲分析。分析了支臂夹角、支臂主梁截面尺寸、支臂立柱截面尺寸、支臂斜支杆截面尺寸等参数对屈曲临界荷载的影响。结果表明:支臂失稳主要表现形式为支臂上主梁失稳,前10阶屈曲荷载相差不大,失稳变形随阶数增大而减小;支臂主梁截面尺寸对支臂屈曲荷载的影响最大,支臂立柱截面尺寸的影响基本可以忽略,不设置支臂斜支杆可明显提高支臂的稳定性。

偏心荷载作用下弧形闸门支臂的动力稳定性研究

弧形闸门的动力失稳往往是由于支臂在动力荷载作用下丧失动力稳定的,支臂的动力稳定与否控制着整个水闸的泄洪安全.本文从弹性稳定理论角度出发,介绍了支臂动力稳定的分析方法,建立了支臂动力稳定分析的计算模型,求解了支臂在偏心荷载作用下的动力不稳定区域,以嘉陵江新政工程弧形闸门为工程实例讨论荷载偏心对支臂动力不稳定区域的影响.结果表明,荷载偏心增大了支臂的动力不稳定区域,不利于支臂的动力稳定.

吊点布置对露顶式弧门支臂应力影响有限元分析

针对吊点布置对露顶式弧门支臂应力场分布及变形特性的影响,以某水电站的露顶式弧门为例,应用有限元分析软件ANSYS建立了仿真模型,计算了不同吊点布置情况下支臂应力场分布及变形特性,分析比较了不同吊点布置下的应力及变形差异。结果表明,对于露顶式弧形闸门,当吊点采用不同布置方式时,支臂的应力及变形存在较为明显的区别。该方法对优化露顶式弧门的吊点布置具有重要的参考价值。

露顶式弧形闸门吊耳位置对启门力的影响

闸门启门力是启闭机容量选择的重要依据之一,吊耳布置位置不同,启门力大小亦有所改变。针对露顶式弧形钢闸门吊耳布置在闸门上游侧和下游侧两种情况,通过计算不同开度下启门力的数值,得到闸门开启过程中启门力随开度变化的曲线。分析表明:在闸门空载和闸门挡水两种工况下,露顶式弧形钢闸门吊耳布置在闸门上游侧和下游侧时,启门力数值都随闸门开度的增大而减小,吊耳布置在闸门上游侧与布置在下游侧相比,启门力变化平缓且数值较小;在实际设计过程中,吊耳布置涉及因素众多,不仅应考虑降低闸门的启门力以优化启门方案,还应当综合考虑闸门开启过程中的安全性与稳定性。

草街航电枢纽工程冲沙闸弧形工作闸门设计

草街航电枢纽工程冲沙闸工作闸门属于超大型表孔弧形闸门,闸门操作工况复杂,在校核洪水位泄流闸门全开时,闸门底缘仍处于水面以下14.18m。介绍了该弧形闸门的总体布置、结构设计形式、启闭机选型等主要技术问题,进行了闸门结构的流激振动模型试验研究,验证了设计的合理性。

支臂纵向连接系形式对弧形闸门的稳定性分析

为了解不同支臂纵向连接系的布置形式对弧形闸门稳定性的影响,以某水库溢洪道露顶式弧形闸门为研究对象,结合6种工程中常见的支臂纵向连接系的布置形式,利用有限元软件ANSYS对闸门模型进行静力分析和动力学计算。结果表明:支臂纵向连接系的布置形式对闸门支臂的影响较大,A字型支臂不适用于大跨度大半径露顶式弧形闸门;支臂纵向连接系的布置形式对闸门的固有频率影响较小;比较闸门各阶振型,支臂处最易发生振动。研究成果对弧形闸门支臂的优化设计具有一定的参考价值。

二龙山水库弧形闸门支臂稳定性分析与优化

陕西二龙山水库左岸泄水孔弧形闸门在泄洪启门过程中突然出现支臂失稳导致闸门破坏。为研究造成支臂失稳破坏的主因,对事故现场综合分析研判后采用基于ANSYS的静力学分析模块及线性特征值屈曲分析模块对闸门支臂进行强度和稳定性分析。结果表明闸门支臂构件的截面抗弯能力不足是造成支臂出现屈曲破坏的根本原因。在此基础上提出箱型梁支臂结构的改造建议,经过验证表明箱型梁结构支臂强度及稳定性有了较大提高,满足规范及安全运行要求。该方法对其他水利工程类似弧形闸门的安全评价与改造有一定的参考价值。

三支臂弧形闸门结构自振特性研究

为了掌握某水电站三支臂弧形闸门的自振特性,建立了4种计算模式下的有限元模型,运用ANSYS软件计算了闸门的自振特性并对不同计算模式下的计算结果进行了分析比较,研究结果可为同类闸门结构的设计计算提供参考。

汉江蜀河水电站泄洪闸三支臂弧形工作闸门设计

介绍了泄洪闸三支臂弧形工作闸门的结构布置、方案比选、结构设计和计算以及三维有限元计算复核等内容。

沙沱水电站溢流坝三斜支臂弧形闸门三维有限元分析

在不做简化处理的情况下,通过CATIA平台对沙沱水电站溢流坝三斜支臂弧形工作闸门进行三维线弹性有限元分析,计算弧形闸门在正常挡水工况下的静应力和变形特性,得出了以下结论:闸门绝大部分米赛斯等效应力较小,最大应力发生在下支臂和下隔板连接处;面板受力很小;在三个支臂中,下支臂的应力最大;上主横梁受力最小,中主横梁次之,下主横梁应力最大;下主横梁附近的纵隔板受力较大;闸门绝大部分的主应力在108 MPa以内;闸门总体变形很小,中主横梁以下部位变形稍大,最大变形发生在闸门底部。

弧形闸门支臂受力计算分析

弧形闸门主要由门叶、止水、支臂、支铰、门槽埋设件、启闭机几部分组成。支臂是闸门受力传力的唯一构件,支臂受力分析计算是弧形闸门设计的关键。目前弧形闸门支臂结构设计计算一般均采用安徽院图解法和高校图解法两种,前者虽考虑止水摩阻力,但没考虑摩阻力方向,后者两者均没有考虑,设计过程中通过工程实例计算比较,认为全面考虑止水摩阻力和受力方向更为合理。

张峰水库溢洪道三支臂弧形钢闸门设计与研究

张峰水库是位于山西省晋城市沁水县郑庄镇张峰村沁河干流上的一座大型水库。文中阐述了张峰水库枢纽工程溢洪道大跨度三支臂弧形钢闸门的设计,并对扭角的计算及液压启闭机的选用、减小组合错位偏差等技术问题进行了分析研究。

桃源水电站泄洪闸弧形门制造

桃源水电站泄洪闸共设25套弧形闸门,闸门采用主横梁、斜支臂结构,门叶采用主横梁面板实腹式同层布置,支臂为箱型截面。桃源水电站弧形闸门在支铰埋件、支臂与门叶拼装以及和弧门门叶两侧止水座板等方面进行了工艺上的改进,加上门体分节、支臂现场拼装等厂内二次设计优化,大大缩短了施工工期,保证了施工质量。

大宽高比弧形钢闸门流激振动数值分析

针对大宽高比弧形钢闸门在水流脉动作用下的动力特性问题,以某节制闸弧形钢闸门为例,建立闸门有限元模型,分析流固耦合、支臂厚度对闸门振动特性的影响。基于随机振动法得到闸门在脉动水流作用下的流激振动位移与应力响应,并利用动力系数法对闸门动力响应做出评价。结果表明:闸门基阶振动受水体影响较小,低阶振动受支臂影响较大;闸门典型工况下的流激振动位移响应最大值为4.029 mm,动应力最大值为61.247 MPa,动力系数均低于1.20,总体动应力水平较低,在动水作用下可安全运行。

弧形闸门支臂结构的非线性振动及混沌现象

分析了弧形闸门支臂结构的非线性振动现象,建立了非线性动力学微分方程,在分析非线性振动时识别出支臂结构振动的混沌非线性动力学行为;使用MATLAB程序进行了数值分析,绘制出了系统的时程曲线图、相图、功率谱图并计算了Lyapunov指数。

弧形闸门斜支臂制作过程中支臂倾斜角度分析

主要分析弧门斜支臂上下支臂的倾斜角度的形成原因,以及此角度包含的几何计算方法,以此解决在支臂制作过程中无法理解设计意图,以达到更好地理解支臂制作的技术要求和把握弧门支臂制作过程中的关键控制要素。