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钢闸门的三维有限元分析与安全评估

发布于:2016-07-03 14:29
有限元分析

      划子口河闸拆建工程闸门为型潜孔弧形钢闸门,设计为双向挡水,闸孔数是#孔,孔口净宽闸门支臂支撑在中墩上,中心距为,门页两边各悬挑出两边端柱顶部设置吊耳接液压启闭机,启闭机安装在边墩挑出的工作台上。闸门底槛高程,门顶高程,顶止水高程考虑到该闸门每年大部分时间均为挡滁河水,故弧面朝向滁河侧,门顶以上设钢制胸墙兼作人行便桥。 为便于布置启闭机,弧面半径较小,为铰心高程为,中墩顶高程为边墩设锁定插销,由液压推杆驱动上下两支臂与水平面夹角均为门页采用多腹板整体箱梁焊接结构,门页两面均用厚钢板整体包裹。
      支臂为钢箱梁,内设隔板,与门页及支座板均为焊接连接,与吊耳相连的边纵梁及与支臂相连的纵梁均为双腹板结构,边纵梁腹板设侧滚轮,并在其靠门底处设锁定孔。支铰为双圆柱铰结构,铰支座做成全密封轴承腔,活动面均加设密封圈以防止进水进污。闸门支铰座埋件采用支承钢梁,并通过锚栓与支铰锚固。闸门结构和埋件主要材料为主锚栓轴类均采用调质钢,止水座及止水螺栓均为不锈钢材质。闸门侧止水为道形橡胶止水,顶底止水为板形止水材料,满足双向挡水需要。为分析划子口河闸拆建工程潜孔弧形钢闸门结构变形和应力分布情况,提出设计改进建议,需要建立三维有限元分析整体模型,因此以为有限元计算App建立模型。
      工况组合分4类:(1) 设计荷载组合,取闸门自重、设计水位组合下的静水压力、动水压力;(2) 开闸荷载组合,取闸门自重、上下游开闸水位组合下静水压力、动水压力、启闭力;(3) 校核荷载组合,取闸门自重、校核水位组合下的静水压力;(4) 地震荷载组合,取闸门自重、静水压力、动水压力、地震动水压力闸门自重的重力加速度取,钢材重度取,青铜为静水压力垂直作用于门叶,动水压力采用静水压力乘以的动力系数地震动水压力按下游有水取值,设计烈度为9度,占静水压力的闸门启闭通过约束吊耳的启闭杆方向位移,由模型的力平衡自动计算。
      采用闸门设计图纸建立三维空间几何模型,闸门门叶及支臂采用板单元,板厚按设计值输入;支铰采用三维实体单元采用线弹性模型,钢材力学特性按钢结构设计规范取值边界条件是将支铰的固定支座底部固接,闸门面板底槛按闸门是否被提起分别作自由处理和施加竖向约束,对称面上施加对称约束,对重合节点作耦合处理,除此之外其余节点均为自由点。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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