高水头平面闸门P型水封非线性有限元模拟

建立了高水头平面闸门P型水封的非线性有限元模型,对其止水过程进行了模拟。模型中考虑了水封橡胶材料的非线性和不可压缩性、高水头作用下水封大变形导致的几何非线性以及水封与压板、水封与止水座板的接触非线性边界条件。通过非线性有限元分析,得到了P型水封的接触应力、接触宽度等情况,研究了P型水封的变形特性及止水性能,并分析了水封头部半径对P型水封变形特性及止水性能的影响,为实际工程中P型水封的设计提供有益的指导。

基于Ogden公式的P型水封应力场及变形特性数值模拟

为了解不同型式P型水封对闸门止水性能的影响,基于非线性有限元理论,采用有限元分析软件ABAQUS建立了有孔、无孔P型水封有限元模型,将三项Ogden公式拟合橡胶类闸门止水材质试验数据得到的超弹性参数应用于非线性有限元计算中,计算得到了有孔、无孔P型水封在不同压缩量、摩擦系数下的最大法向接触应力、接触宽度、最大等效应力,结果为闸门设计过程中P型水封的选型提供了可靠依据。

基于Burgers黏弹性模型的P型橡胶水封长期服役止水密封性仿真

为了研究闸门P型水封在长期服役过程中的力学性能,采用黏弹性有限元法对水封服役过程中受力特性和变形特性演化进行了仿真分析。首先,基于橡胶材料的蠕变实验数据,利用最小二乘法原理分别确定了描述橡胶材料蠕变特性的不同黏弹性本构模型参数。其次,在ANSYS软件中基于不同本构模型对橡胶材料蠕变实验进行仿真,通过与实验结果对比表明:Burgers模型比标准线性固体模型能更准确地反映橡胶材料在黏弹性过程中的蠕变现象。最后,基于Burgers模型对不同材料的闸门P型水封长期服役过程进行黏弹性仿真,通过参数分析研究了水封材料黏弹性、库压、预压量等对水封长期工作过程中关于止水密封性的接触应力和接触宽度的影响。

高水头平面闸门P型水封变形特性及止水性能研究

建立高水头平面闸门P型水封的非线性有限元模型,对其止水过程进行模拟。模型中考虑水封橡胶材料的非线性和不可压缩性、高水头作用下水封大变形导致的几何非线性以及水封与压板、水封与止水座板的接触非线性边界条件。通过非线性有限元分析,得到P型水封的接触应力、接触宽度等情况,研究P型水封的变形特性及止水性能,并分析水封垫板宽度对P型水封变形特性及止水性能的影响,为实际工程中P型水封的设计提供有益的指导。

五强溪水电厂底孔密封性能仿真模拟研究

针对水电站闸门水封存在密封性能在运行过程中裂化、密封性能预测困难、水封更换时螺栓预紧量的确定缺乏理论依据等问题,提出基于多元线性回归的螺栓预紧量补偿模型。结合工程实例,通过Ogden公式建立方头P型水封橡胶超弹性本构模型,建立复杂工况下水封密封结构非线性有限元计算模型。基于Ansys计算了4种影响因素下的水封接触应力,分析了多种影响因素与水封密封性能之间的独立影响和综合影响规律,在有限元分析的基础上,基于多元线性回归建立了接触应力计算公式,构建了螺栓预紧量补偿模型,实现了水封密封性能反演和螺栓预紧量补偿计算。结果表明,基于螺栓预紧量补偿模型得到的接触应力与预期值的平均相对误差为7.6%,最大相对误差为16.9%,模型能够实现在水封安装工况改变时对螺栓预紧量进行修正,从而得到预期水封密封性能,为实际工程中水封结构的设计、安装提供了可靠依据。

薄膜型LNG储罐外罐水压试验临时封闭门的设计与分析

结合北京燃气天津南港22×10^(4)m^(3)薄膜型LNG储罐外罐静水压试验技术要求,利用橡胶P型水封的特性研制了一种非焊接式封闭门结构;通过运用有限元计算软件,建立封闭门整体模型,设置荷载、边界、接触条件,分析了在水压力作用下封闭门的变形和受力特性。分析结果表明:封闭门的设计满足安全需求,变形及所受应力均能较好地控制在安全范围内;封闭门的钢板加劲构件能够很好地分担作用在表面的静水压力,满足可拆卸及多次利用的设计要求。该非焊接式临时密封门结构已成功应用于上述工程中6台22×10^(4)m^(3)薄膜型LNG储罐外罐的静水压试验。

三峡升船机上闸首工作门止水结构数值模拟与优化改造

三峡升船机上闸首工作门止水结构主要采用P型水封。针对升船机对闸首工作门的水密性要求较高,工作门止水的封水效果不良将影响升船机安全、平稳运行的问题,基于非线性有限元理论,采用有限元分析软件ABAQUS建立上闸首工作门止水结构有限元模型。通过计算,得到不同宽度止水压板在不同预压缩量作用下的接触应力、接触宽度等。考虑接触摩擦,对橡胶止水与止水座板接触面赋于不同摩擦系数模拟计算了P型水封有聚四氟乙烯敷面与没有敷面对封水效果的影响。该结果为上闸首工作门水封结构优化改造提供了可靠理论依据。