本文關(guān)鍵詞：弧形鋼閘門(mén)自振頻率及支臂穩(wěn)定性分析

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【摘要】：懷柔水庫(kù)西溢洪道是懷柔水庫(kù)重要的水工建筑物組成部分。懷柔水庫(kù)西溢洪道閘的閘門(mén)型式采用弧形鋼閘門(mén),其主要尺寸為12m×6.3m(寬×高),采用固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)啟閉。其主要功能是防洪蓄水,其運(yùn)行工況主要為全開(kāi)、全閉兩種狀態(tài)。本文簡(jiǎn)要闡述了有限元法的原理及分析過(guò)程,介紹了ANSYS有限元軟件的基本情況,引入基于ANYS平臺(tái)的結(jié)構(gòu)自振頻率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析原理。借助ANSYS有限元分析軟件,本文建立了懷柔水庫(kù)西溢洪道弧形鋼閘門(mén)有限元分析模型,計(jì)算了閘門(mén)閉門(mén)到底和閘門(mén)提升兩種狀態(tài)下的自振頻率,并分析比較了兩種狀態(tài)下的自振頻率變化規(guī)律。同時(shí)利用特征值屈曲分析方法對(duì)支臂穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,計(jì)算得出了支臂前十階的臨界屈曲荷載及失穩(wěn)模態(tài),并總結(jié)了支臂相關(guān)參數(shù)對(duì)支臂穩(wěn)定性的影響變化規(guī)律。本文得出了懷柔水庫(kù)西溢洪道閘弧形鋼閘門(mén)的自振頻率及支臂穩(wěn)定性的分析結(jié)果,從而為閘門(mén)的安全有效運(yùn)行管理提供技術(shù)支撐,同時(shí)得出的支臂穩(wěn)定性變化規(guī)律為弧形鋼閘門(mén)的設(shè)計(jì)提供借鑒參考。本文主要結(jié)論如下:1、在閘門(mén)完全關(guān)閉到底的狀態(tài)下,閘門(mén)幾乎不存在發(fā)生共振的可能性。但在閘門(mén)剛剛提門(mén)開(kāi)啟的狀態(tài)時(shí),閘門(mén)發(fā)生共振的可能性大大增加。2、除第1階自振頻率有較大差異外,兩種狀態(tài)下的其他各階頻率基本相同,振型也基本類(lèi)同。并且隨著階數(shù)的增加,自振頻率也相應(yīng)增大。3、兩種狀態(tài)下,如閘門(mén)發(fā)生共振,振動(dòng)情況都相當(dāng)嚴(yán)重,因此應(yīng)對(duì)閘門(mén)發(fā)生共振的可能性給予充分關(guān)注,適當(dāng)時(shí)采取措施避免共振發(fā)生。4、閘門(mén)支臂主梁在發(fā)生結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí),其主要形式為支臂主梁繞其翼緣平面的變形。前十階屈曲模態(tài)主要表現(xiàn)為支臂上主梁的失穩(wěn)變形,且前十階的臨界屈曲荷載基本相同。并且失穩(wěn)變形值隨著階數(shù)的增加而逐漸減小。5、支臂主梁的各參數(shù)中以支臂主梁腹板高度的變化對(duì)支臂穩(wěn)定性影響最大,翼緣寬度次之。其他因素如支臂夾角、立柱截面中的腹板高度、翼緣寬度、斜支桿的直徑和壁厚大小的變化都對(duì)支臂穩(wěn)定性幾乎無(wú)影響。
【關(guān)鍵詞】：弧形鋼閘門(mén) ANSYS 自振頻率 支臂 穩(wěn)定性分析
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TV663
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 引言8
• 1.2 工程背景概況8-10
• 1.3 研究目的和意義10-11
• 1.4 主要研究方法及進(jìn)展11-13
• 1.4.1 閘門(mén)振動(dòng)11-13
• 1.4.2 支臂穩(wěn)定性13
• 1.5 本文工作路線(xiàn)13-15
• 第2章 ANSYS計(jì)算結(jié)構(gòu)自振頻率及穩(wěn)定性分析原理15-19
• 2.1 有限元法15
• 2.2 ANSYS軟件15-16
• 2.3 結(jié)構(gòu)自振頻率16-17
• 2.4 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析17-18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第3章 弧形鋼閘門(mén)有限元模型的建立19-21
• 3.1 弧形鋼閘門(mén)有限元分析模型19-20
• 3.2 本章小結(jié)20-21
• 第4章 弧形鋼閘門(mén)自振頻率計(jì)算及結(jié)果分析21-32
• 4.1 閘門(mén)閉門(mén)狀態(tài)時(shí)的自振特性分析21-26
• 4.2 閘門(mén)剛剛提升狀態(tài)時(shí)的自振特性分析26-31
• 4.3 兩種狀態(tài)閘門(mén)自振特性分析比較31
• 4.4 本章小結(jié)31-32
• 第5章 支臂穩(wěn)定性分析32-44
• 5.1 閘門(mén)支臂特征值屈曲分析32-35
• 5.1.1 支臂建模32-33
• 5.1.2 支臂特征值屈曲分析結(jié)果33-35
• 5.2 支臂參數(shù)對(duì)支臂穩(wěn)定性的影響分析35-43
• 5.2.1 閘門(mén)支臂夾角對(duì)臨界屈曲荷載的影響36-37
• 5.2.2 閘門(mén)支臂主梁截面尺寸對(duì)臨界屈曲荷載的影響37-39
• 5.2.3 閘門(mén)支臂立柱截面尺寸對(duì)臨界屈曲荷載的影響39-41
• 5.2.4 閘門(mén)支臂斜支桿截面尺寸對(duì)臨界屈曲荷載的影響41-43
• 5.3 本章小結(jié)43-44
• 第6章 結(jié)論與展望44-46
• 6.1 研究總結(jié)44
• 6.2 需進(jìn)一步開(kāi)展的工作44-46
• 參考文獻(xiàn)46-48
• 致謝48-50
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果50

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本文編號(hào)：1058033