水電站廠房組合結(jié)構(gòu)分析與動態(tài)識別.pdf

1、隨著機組的單機容量和結(jié)構(gòu)尺寸的不斷增大,水電站廠房無論是在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面,還是在廠房的穩(wěn)定運行方面,都提出了許多新的課題.文中對支撐方式與水溫對保壓蝸殼組合結(jié)構(gòu)的影響、鋼蝸殼外圍混凝土損傷計算、水電站廠房動態(tài)參數(shù)識別、水電站廠房結(jié)構(gòu)與機組耦聯(lián)振動等進行了全面系統(tǒng)地研究.研究成果對水電站廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和穩(wěn)定運行具有重要的參考價值.主要成果如下: 采用三維有限元仿真技術(shù),對充水保壓鋼蝸殼主要的支撐方式進行綜合研究,結(jié)果表明不同的支撐

2、方式對鋼蝸殼下部外圍混凝土的應(yīng)力的影響不容忽視. 保溫保壓方法是在我國三峽工程建設(shè)過程中,為準(zhǔn)確地反映蝸殼組合結(jié)構(gòu)響應(yīng)而提出的一種新方法.文中采用理論推導(dǎo)和數(shù)值計算,分析水溫和水壓的關(guān)系. 結(jié)果表明水溫對保壓時鋼蝸殼的變形影響較大,在一定范圍內(nèi)水溫的變化量與水頭的變化量成反比. 損傷力學(xué)作為工程材料和結(jié)構(gòu)的強度性能分析、破壞機理解釋等方面定量分析的理論依據(jù)和手段,越來越廣泛地應(yīng)用于混凝土材料和結(jié)構(gòu)的強度、變形及破

3、壞的分析.文中以現(xiàn)行混凝土規(guī)范和損傷有限元理論為基礎(chǔ),詳細(xì)地推導(dǎo)出三維正交異性損傷本構(gòu)模型,并以大型軟件ANSYS為開發(fā)平臺,采用APDL(ANSYSParametric Design Language)語言實現(xiàn)其程序.將該方法應(yīng)用于水電站鋼蝸殼外圍混凝土損傷計算,取得較為理想的結(jié)果. 大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動態(tài)參數(shù)識別是土木工程領(lǐng)域內(nèi)的重要課題.利用Morlet小波變換和采用單親遺傳算子的改進遺傳算法建立結(jié)構(gòu)動態(tài)參數(shù)識別模型,并以C+

4、+語言為平臺,通過調(diào)用ANSYS等軟件實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)動態(tài)參數(shù)識別的程序化和智能化.該方法為大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動態(tài)參數(shù)識別提供了一種強有力的工具. 水電站廠房現(xiàn)場振動試驗是監(jiān)測廠房結(jié)構(gòu)和機組振動、驗證數(shù)值計算結(jié)果的重要途徑.以一大型壩后式水電站廠房結(jié)構(gòu)和機組現(xiàn)場振動測試數(shù)據(jù)為依托,細(xì)致地分析廠房結(jié)構(gòu)和機組的耦聯(lián)振動特性,建立廠房結(jié)構(gòu)和機組耦聯(lián)模型,采用系統(tǒng)辨識理論,對水輪機軸向水推力進行識別,為機組運行過程中水輪機軸向水推力計算提供了一種