墊層蝸殼結構在我國大中型水電站中被普遍使用。根據以往對墊層蝸殼結構的研究可知在蝸殼與外圍混凝土之間鋪設薄軟墊層能夠調整內水壓力在蝸殼與外圍混凝土之間的分配比例,改善結構的受力性能。然而,墊層的存在會降低外圍混凝土對鋼蝸殼的約束作用,改變結構的剛度,進而對結構動力特性產生影響。以往針對鋼殼-墊層-混凝土組合結構的動力特性研究多采用數值模擬方法（如有限元方法）,而對于解析法的應用則非常少,幾乎沒有。因此,本文運用解析法研究了墊層材料參數以及外圍混凝土厚度、鋼殼厚度對水電站墊層蝸殼結構徑向振動的影響,具體研究如下:（1）通過力學分析方法,將墊層管道結構中的鋼殼、墊層以及外圍混凝土簡化為一個三自由度體系,脈動水壓力作用在鋼殼內壁上并假定其為簡諧荷載,導出了墊層材料的剛度、阻尼與結構振動響應的匹配關系表達式;將墊層管道結構視為多層圓筒的軸對稱平面應變問題,導出了鋼殼、墊層以及外圍混凝土的剛度表達式。（2）以拉西瓦水電站工程為例,應用已推導出的解析式分別計算了不同的墊層彈性模量、泊松比、厚度以及外圍混凝土厚度、鋼殼厚度下蝸殼組合結構的剛度及自振頻率。結果表明:墊層彈性模量的增大會使結構各階固有頻率... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：119 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究發(fā)展與現狀
    1.3 存在的問題
    1.4 本文的主要工作
2 墊層管道結構徑向動力特性的解析推導
    2.1 墊層管道結構的動力學模型
        2.1.1 結構簡化
        2.1.2 基本假定
        2.1.3 蝸殼與外圍混凝土振幅的解析式推導
        2.1.4 簡化后鋼殼結構模型的固有頻率
    2.2 外圍混凝土、墊層以及鋼蝸殼的剛度
        2.2.1 結構簡化
        2.2.2 基本假定
        2.2.3 結構剛度解析式的推導
3 不同材料參數下結構的剛度
    3.1 材料參數的確定
        3.1.1 國內大中型水電站墊層蝸殼結構材料參數的統計
        3.1.2 工程實例
    3.2 不同墊層彈性模量下結構的剛度
        3.2.1 墊層彈性模量的取值
        3.2.2 墊層蝸殼結構各材料的剛度
    3.3 不同墊層厚度下結構的剛度
        3.3.1 墊層材料厚度的取值
        3.3.2 墊層蝸殼結構各材料的剛度
    3.4 不同墊層泊松比下結構的剛度
        3.4.1 墊層泊松比的取值
        3.4.2 墊層蝸殼結構各材料的剛度
    3.5 不同外圍混凝土厚度下結構的剛度
        3.5.1 外圍混凝土厚度的取值
        3.5.2 墊層蝸殼結構各材料的剛度
    3.6 不同鋼蝸殼厚度下結構的剛度
        3.6.1 鋼蝸殼厚度的取值
        3.6.2 墊層蝸殼結構各材料的剛度
4 材料參數對墊層蝸殼結構固有頻率的影響
    4.1 材料參數的確定
        4.1.1 鋼殼、墊層以及外圍混凝土的質量
        4.1.2 計算參數表
    4.2 墊層彈性模量對墊層蝸殼結構固有頻率的影響
        4.2.1 墊層蝸殼結構固有頻率解析解與數值解的比較
        4.2.2 墊層蝸殼結構的振型
    4.3 墊層材料厚度對墊層蝸殼結構固有頻率的影響
    4.4 墊層泊松比對墊層蝸殼結構固有頻率的影響
    4.5 外圍混凝土厚度對墊層蝸殼結構固有頻率的影響
    4.6 鋼蝸殼厚度對墊層蝸殼結構固有頻率的影響
    4.7 本章小結
5 材料參數對墊層蝸殼結構振幅的影響
    5.1 計算參數的取值
        5.1.1 水力脈動幅值的取值
        5.1.2 水力脈動頻率的取值
        5.1.3 墊層阻尼的取值
    5.2 墊層彈性模量對墊層蝸殼結構振幅的影響
    5.3 墊層材料阻尼對墊層蝸殼結構振幅的影響
    5.4 墊層材料厚度對墊層蝸殼結構振幅的影響
    5.5 墊層材料泊松比對墊層蝸殼結構振幅的影響
    5.6 外圍混凝土厚度對墊層蝸殼結構振幅的影響
    5.7 鋼蝸殼厚度對墊層蝸殼結構振幅的影響
    5.8 墊層材料剛度對墊層蝸殼結構振幅的影響
    5.9 結合實際工程的探討
        5.9.1 拉西瓦水電站墊層參數的選取探討
        5.9.2 溪洛渡水電站墊層參數的選取探討
        5.9.3 三峽水電站墊層參數的選取探討
        5.9.4 白鶴灘水電站墊層參數的選取探討
    5.10 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]白鶴灘水電站墊層蝸殼結構設計[J]. 陳鵬,伍鶴皋,方丹,萬祥兵.  中國農村水利水電. 2018(03)
[2]影響水電站墊層蝸殼結構自振特性的若干因素分析[J]. 黃鵬,伍鶴皋,余曉華,劉靜.  三峽大學學報(自然科學版). 2017(05)
[3]向家壩水電站不同埋設方式蝸殼結構有限元分析[J]. 陳琴,祁勇峰.  人民長江. 2017(07)
[4]藏木水電站脈動壓力下廠房結構動力響應分析[J]. 侯攀,江波.  水電站設計. 2017(01)
[5]墊層的E/d對水電站蝸殼結構的影響分析[J]. 李守義,楊陽,梁倩,陳演.  應用力學學報. 2015(01)
[6]考慮墊層材料非線性的壓力鋼管內水壓力傳遞系數[J]. 張運良.  水利學報. 2014(11)
[7]摩擦系數對水電站墊層蝸殼結構特性的影響[J]. 袁文娜,伍鶴皋,樊熠瑋,范湘蓉.  中國農村水利水電. 2014(04)
[8]三峽地下電站27號機組蝸殼不同埋設方式下結構靜力分析[J]. 陳琴,祁勇峰,胡建華.  長江科學院院報. 2012(12)
[9]大型水電站蝸殼埋設方式對廠房振動的影響分析[J]. 歐陽金惠,陳厚群,張超然.  水力發(fā)電學報. 2012(04)
[10]高水頭電站墊層式蝸殼自振特性分析[J]. 周偉,趙麗娟,李道廣.  水資源與水工程學報. 2012(04)

博士論文
[1]水電站墊層蝸殼結構特性及廠房結構抗震研究[D]. 張啟靈.武漢大學 2010
[2]雙洞錯距山嶺隧道洞口段地震動力響應及減震措施研究[D]. 孫鐵成.西南交通大學 2009

碩士論文
[1]水工墊層壓力管道的結構分析[D]. 宋澤宇.大連理工大學 2016
[2]水電站墊層蝸殼結構靜動力特性研究[D]. 李曉俊.大連理工大學 2011
[3]蝸殼墊層對水電站廠房動力特性的影響[D]. 姚鋒娟.大連理工大學 2010
[4]高水頭電站墊層式蝸殼結構特性分析研究[D]. 安學民.西安理工大學 2009
[5]設墊層的蝸殼結構動力特性研究[D]. 魏燕.西安理工大學 2008
[6]水電站墊層蝸殼數值模擬方法研究[D]. 張嘉.西安理工大學 2008
[7]墊層鋼管和墊層鋼蝸殼研究以拉西瓦水電站工程為例[D]. 鄧雙明.西安理工大學 2004
[8]大型水電站水輪機蝸殼結構研究[D]. 陽芳.武漢大學 2004



本文編號：3360077