本文選題：平面鋼閘門 + 有限元分析��； 參考：《昆明理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：平面鋼閘門在水利水電工程中應(yīng)用廣泛,主要具有結(jié)構(gòu)簡單,制造、安裝、維修方便等優(yōu)點,因此平面閘門的安全性對于水工建筑物具有重要意義。平面閘門完成正常的啟閉任務(wù)過程中,需要克服作用在主梁腹板上的水流下吸力以及淤積的泥沙造成的影響,常常通過在主梁腹板處設(shè)置排水孔(長圓形)解決。排水孔開孔過大會降低主梁以及閘門整體安全性能,由于設(shè)計規(guī)范中未對排水孔截面尺寸作出具體要求,因此需要對排水孔截面尺寸問題進(jìn)行分析研究。以某水電站平面鋼閘門設(shè)計為例,使用有限元軟件對其建立模型,計算得到不同截面尺寸排水孔,各個構(gòu)件的應(yīng)力值和變形量的變化規(guī)律,比較分析得到較為合理的開孔尺寸。通過計算證明了設(shè)置排水孔加強(qiáng)環(huán)的必要性,對比坡口焊和貼角焊的焊縫計算結(jié)果,使用坡口焊固定加強(qiáng)環(huán)更加安全。運(yùn)用特征值屈曲方法計算,得出了開孔腹板的屈曲荷載和屈曲模態(tài);通過選用一種代表屈曲荷載大小的屈曲系數(shù),研究了腹板開孔大小與屈曲荷載之間的關(guān)系,最后給出了屈曲系數(shù)與開孔系數(shù)的擬合公式,為閘門主梁腹板開孔的設(shè)計工作提供參考。本文通過計算結(jié)果可以得到以下結(jié)論:平面鋼閘門構(gòu)件應(yīng)力、變形隨著排水孔截面尺寸變小而減小;當(dāng)排水孔尺寸減小后,各構(gòu)件強(qiáng)度和剛度可以滿足設(shè)計規(guī)范中的要求。開孔腹板屈曲系數(shù)隨著開孔尺寸增大而減小,表明腹板開孔過大更易發(fā)生局部屈曲效應(yīng)。平面閘門排水孔截面尺寸的選擇直接影響整體結(jié)構(gòu)安全性,因此需在設(shè)計初期進(jìn)行嚴(yán)格的力學(xué)分析。
[Abstract]:Plane steel gate is widely used in water conservancy and hydropower projects, which has the advantages of simple structure, easy manufacture, installation and maintenance, etc. Therefore, the safety of plane gate is of great significance to hydraulic structures. During the normal opening and closing task of the plane gate, it is necessary to overcome the influence of the suction under the water flow and the silt deposition on the web of the main girder, which is often solved by setting a drainage hole (oblong circle) at the web of the main girder. The safety performance of the main beam and gate is reduced by the opening of the drainage hole. Because the size of the section of the drainage hole is not required in the design code, it is necessary to analyze and study the size of the section of the drain hole. Taking the plane steel gate design of a hydropower station as an example, the finite element software is used to establish a model of the gate, and the variation law of stress and deformation of each member is obtained by calculating the drainage holes with different cross-section sizes, and the reasonable opening size is obtained by comparison and analysis. The necessity of setting drainage hole strengthening ring is proved by calculation. Compared with the calculation results of groove welding and fillet welding, it is more safe to use groove welding to fix the reinforcing ring. By using eigenvalue buckling method, the buckling load and buckling mode of the open web are obtained, and the relationship between the open hole size and the buckling load of the web is studied by selecting a buckling coefficient representing the buckling load. Finally, the fitting formula of the buckling coefficient and the perforation coefficient is given, which provides a reference for the design of the opening of the main girder web. In this paper, the following conclusions can be drawn from the calculation results: the stress and deformation of plane steel gate members decrease with the size of the drain hole section, and the strength and stiffness of each member can meet the requirements of the design code when the size of the drain hole decreases. The buckling coefficient of the open web decreases with the increase of the size of the opening, which indicates that the local buckling is more likely to occur when the opening is too large. The selection of cross section size of plane gate drainage hole directly affects the safety of the whole structure, so it is necessary to carry out strict mechanical analysis in the early stage of design.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TV663.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1818192