偏心鉸弧形閘門靜動(dòng)力分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、偏心鉸弧形閘門主要是用于高水頭的新型閘門，由于技術(shù)難度大，可借鑒的分析資料很少，設(shè)計(jì)人員在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析計(jì)算時(shí)會(huì)遇到許多難題。閘門設(shè)計(jì)的主要方法是將各構(gòu)件簡(jiǎn)化成平面桿件，采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算，但這種方法不能反映出閘門的空間整體工作性能。本文基于大型通用軟件ANSYS，結(jié)合實(shí)際工程九甸峽偏心鉸弧形閘門所涉及的關(guān)鍵問(wèn)題，分析了偏心鉸弧形閘門的受力特點(diǎn)和工作方式，建立了三維結(jié)構(gòu)仿真模型，并對(duì)弧形閘門進(jìn)行靜、動(dòng)力分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。具體

2、內(nèi)容如下： 1.研究選擇了基于ANSYS的能反映閘門各構(gòu)件真實(shí)工作狀態(tài)的單元模式，根據(jù)偏心鉸弧形閘門的受力特點(diǎn)和工作方式，提出了偏心鉸弧形閘門的三維結(jié)構(gòu)有限元模型。 2.介紹了動(dòng)力有限元的基本理論方程，根據(jù)結(jié)構(gòu)和水體動(dòng)力相互作用的原理，建立了水體和閘門耦合作用求解方程，研究了ANSYS的二次開發(fā)技術(shù)，利用ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言(APDL)編制了基于ANSYS的動(dòng)水壓力附加質(zhì)量求解程序。 3.根據(jù)九甸峽偏心鉸弧形

3、閘門的工作特點(diǎn)，利用本文提出的偏心鉸弧形閘門的建模方法，建立其精細(xì)有限元模型，并進(jìn)行了靜、動(dòng)力仿真計(jì)算。分析了不同荷載工況下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變的規(guī)律及其在不同開度、不同水位下的閘門的振動(dòng)特性，并對(duì)弧門的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核，提出一些有益建議。 4.針對(duì)弧形閘門流激振動(dòng)控制研究現(xiàn)狀，運(yùn)用ANSYS中的隨機(jī)振動(dòng)理論，對(duì)作用于弧形閘門上的水流脈動(dòng)壓力進(jìn)行模擬，并對(duì)其進(jìn)行流激振動(dòng)反應(yīng)分析。 5.基于ANSYS，提出了將遺傳算法應(yīng)用于