弧形鋼閘門開啟泄流過程中時常存在嚴(yán)重的振動問題,有必要研究此過程中水流誘發(fā)的振動機理,避免閘門劇烈振動。結(jié)合實際工程中某胸墻式弧形鋼閘門,考慮上下游水位工況,應(yīng)用ANSYS FLORTRAN多場耦合分析平臺,采用SOLID187實體單元模擬面板,建立多種開度下的水體-弧門耦合模型。對該模型進(jìn)行瞬態(tài)求解,研究了閘下淹沒出流及考慮水體-弧門耦合作用時動水壓力作用下弧形閘門的結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性。結(jié)果表明:在0.05～0.20開度區(qū)間,面板中心節(jié)點振動比較劇烈,且主要構(gòu)件的較大位移區(qū)域和較大應(yīng)力區(qū)域主要分布在構(gòu)件的上半部分;在某一瞬時（t=0.92 s）,各主要構(gòu)件較大位移和較大應(yīng)力的分布區(qū)域隨開度的遞增呈現(xiàn)自上而下移動的變化規(guī)律;不同開度下各主要構(gòu)件水流方向的位移最大,豎直方向的位移次之,側(cè)向位移最小;主要構(gòu)件中面板、主橫梁和縱梁位移相對較大,支臂位移最小;面板在0.20開度下應(yīng)力達(dá)到最大值,主橫梁和支臂折算應(yīng)力在0.75開度下達(dá)到最大值。 

【文章來源】：人民黃河. 2020,42(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

t=0.92 s時面板水流向位移云圖(單位:mm)

(4)當(dāng)t=0.92 s時,主橫梁最大位移基本上隨著開度的增大而減小,在0.10開度時位移最大,為5.76 mm。從主橫梁沿流向的位移云圖(見圖3)可以看出:在0～0.20開度下,主橫梁最大位移均出現(xiàn)在上主橫梁前翼緣上,分別為5.68、5.76、5.54 mm;在開度為0.375時,主橫梁最大位移出現(xiàn)在上主橫梁后翼緣兩側(cè),為5.25 mm;在0.55開度和0.75開度下,主橫梁最大位移均出現(xiàn)在下主橫梁上,但位置存有差異,前者在下主橫梁的后翼緣上,為4.94 mm,后者在下主橫梁的前翼緣上,為4.62 mm。主橫梁出現(xiàn)最大位移的部位隨開度增大呈現(xiàn)自上而下的變化,該變化符合相應(yīng)開度下主橫梁的變形特點。(5)在0.92 s時刻,縱梁最大位移基本上隨著開度的增大而減小。由縱梁水流向位移云圖(見圖4)可知:在0.05開度和0.10開度下,縱梁最大位移分別為6.05 mm和6.17 mm,均出現(xiàn)在邊梁上,前者在邊梁的外腹板上,后者在邊梁的翼緣板上;當(dāng)開度為0.20、0.375和0.55時,縱梁最大位移均出現(xiàn)在中間縱梁的腹板上,分別為6.10、5.12、4.60 mm;0.75開度對應(yīng)的縱梁最大位移為4.30 mm,位于邊梁外腹板的底部。整體上,隨著開度的增大,縱梁產(chǎn)生最大位移的部位呈現(xiàn)自上而下移動的變化,該變化符合相應(yīng)開度下縱梁的變形特點。

(1)各開度下節(jié)點A的位移出現(xiàn)了振動,并且在最初較短時間內(nèi),其位移波動較為明顯。從振動波形看,開度為0.05、0.10、0.20時振動波形相差不大,振動變化比較急劇;當(dāng)開度大于0.375時,波形出現(xiàn)了較明顯的變化,其振動變得較為緩慢。圖5 各開度下節(jié)點A水流向位移時程變化

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3008295