北京清河治理工程羊坊弓形闸门铰座的有限元分析

1概况弧形闸门(下称:弧门)具有启闭力矩小、运行灵活等优点,被广泛应用于水电站大坝溢流表孔之上,其支铰座埋件安装是弧门安装最为重要的环节之一,它安装的质量水平将直接影响弧门安装误差水平乃至整个弧门安装的成败,这一点为业界所认同,故弧门支铰座埋件安装精度要求高,其安装精度直接影响铰座安装就位的精度(见表1),

《装备制造技术》2010年第6期 臂架是起重机的主要承载结构，承受着来自货物及为满 足起重机本身各项运动而产生的各种载荷的作用，其结构性 能对整机性能有重要的影响。臂架结构设计，是门座式起重机 设计中的关键。 在起重机金属结构的设计计算中，利用ansys软件进行 强度校核计算，不仅可以避免臂架设计中存在的盲目性，而且 可以实现结构设计合理化和轻量化的目的，减少设计费用，缩 短设计周期。本文利用ansys软件对40/15t×60/100m门 座起重机的臂架结构在6种工况下的强度进行了分析，结果 表明臂架结构强度均满足起重机设计规范的要求。 1臂架结构有限元建模 1.1门座起重机的主要技术参数 该门座起重机的最大额定起重量为40t，变幅幅度为 25～60m，主起升工作速度为0～10m/min，变幅速度为20 m/min，行走速度

利用ansys软件对40/15t×60/100m门座起重机的臂架结构在6种工况下的强度进行了分析,结果表明,臂架结构强度满足起重机设计规范的要求,可作为设计的参考。

为配合技术设计工作,采用三维有限元法计算分析了长洲水利枢纽工程#1船闸下闸首人字钢闸门,确定了背拉杆预应力,分析了各种工况下门叶位移与应力情况。研究结果可供同类工程参考。

门座起重机臂架强度的有限元分析 (2)

本文首先采用简化的理论计算方法计算了闸阀阀体的等效应力,建立三维模型,然后采用ansys有限元分析技术对该型阀体的应力应变做分析,得到了阀体的应力云图和变形云图,为阀体的改进提供理论依据。对比两种方法得到的结果,发现理论简化计算与实际情况相差较大,提出了计算阀体强度时需采用有限元方法。

利用ansys软件对铸铁闸门门体建立了三维有限元模型,对铸铁镶铜闸门门体的传统的计算方法与三维有限元法进行了比较,结果表明用三维有限元计算能较准确的反映门体受力和变形情况,这为一般闸门的结构设计,为铸铁镶铜闸门进一步的参数化、系列化设计提供了理论依据。

采用有限元分析软件ansys模拟水工钢闸门定轮支承系统的工作情况,着重对轨道的受力性能进行了研究,揭示出轨道的受力性能与弹性地基上的基础梁的受力性能相似。此外,还对有限元分析的关键技术———法向接触刚度因子fkn的取值进行了有益的探索,提出了利用试验结果,进行优化反分析得出接触力学参数的方法。这一方法是对传统实常数选取方法的补充,得出的参数可作为类似工程有限元分析的参考。

文章结合工程实例,利用超弹性材料单元和接触单元对闸门伸缩式止水在充压后的变形、接触和反力过程进行了计算分析,所获初步成果与原型试验比较吻合,说明利用大型结构分析软件(ansys56)专门提供的超弹性材料单元(mooneyrivlin)对闸门伸缩式止水结构进行有限元仿真分析具有一定的实用价值。

·34·计算机应用技术机械2006年第10期总第33卷 ——————————————— 收稿日期：2006－07－22 作者简介：张倩（1982－），女，华东理工大学机械与动力工程学院在读硕士研究生，研究方向为机械cae、仿真。 龙门起重机的有限元分析 张倩，朱大滨 （华东理工大学，上海200237） 摘要：利用大型有限元软件ansys对某龙门式起重机进行整机多工况静强度分析；利用有限元法计算龙门起重机结构 自振频率和满载自振频率。从静强度和动强度两个方面对该起重机的设计方案进行评价，提出改进的建议。 关键词：起重机；有限元；静强度分析；模态分析； 中图分类号：tb115文献标识码：a文章编号：1006－0316（2006）10－0034－04 finiteelementanalysisofgantr

A形吊耳强度有限元分析

为了分析钻井液围压、井眼曲率、弯曲方式以及地层温度等因素对波纹管胀形的影响,采用弹性力学理论,考虑几何非线性的影响,建立了波纹管胀形力学模型。建模时温度对波纹管胀形的影响通过改变波纹管管材的弹性模量和泊松比来模拟;通过对波纹管内、外施加面载荷来模拟波纹管胀形压力、钻井液围压或者外挤压力。模拟结果表明,当井眼曲率每30m在5°~12°之间变化、地层温度在20~180℃之间变化时,井眼曲率和地层温度对波纹管膨胀工作压力影响较小;弯曲方式对波纹管胀形的影响也较小。波纹管卸载后不圆度会增加,使得其内通径变小,所以在波纹管施工结束后需要进行机械胀形修正。

施工期温度作用常常是混凝土结构开裂的主要原因之一.对底板等重点关注的结构进行了非稳定温度场及温度徐变应力场的研究,考查了温度徐变应力场对底板结构受力状态的影响.底板内部和表面较大的温差使底板产生较大的拉应力,对于有添加剂的混凝土,底板结构温度应力在一定程度上得到改善.

阐述了阀门的有限元分析与计算,讨论了它的建模方法,对其受力状况进行了简化。通过分析计算,可以得出阀门上任一点的应力,显示出整个阀门上的等值应力图,也可显示出阀门受力后的变形状况,从而得出最大应力值和最大变形,指导结构合理化设计。

通过solidworks软件建立液压启闭机液压缸的三维实体模型,并以有限元分析模块simulation为平台,对闸门关闭时液压缸活塞杆完全伸出,压力达到最大值18mpa的工况下进行整体结构有限元分析,并结合工程技术标准进行了验证。分析结果表明:该液压缸的强度设计安全可靠,刚度稳定性符合设计规范。基于工作装置的整体有限元分析方法极大地降低了计算分析难度,提高计算结果的准确性,为结构的进一步优化、设计改进提供理论依据。

根据某水库泄洪洞弧形钢闸门,建立了三维有限元模型,在相同的条件下对有、无面板加劲肋构件的模型进行了非线性分析,得出设计水头下无加劲肋构件模型的应力不能满足强度要求,而有加劲肋构件模型的应力和位移均能满足规范的要求。分析表明:对弧形钢闸门进行非线性分析时要考虑加劲肋构件的受力作用,同时要考虑面板局部锈蚀对弧形钢闸门应力的影响。通过分析面板不同锈蚀区域的计算结果,得出了该弧形钢闸门的锈蚀敏感部位及闸门最大应力随锈蚀深度的变化规律。

目前对于水闸平面钢闸门刚度、强度校核基本上是按照常规的平面体系进行结构计算,其计算结果不能有效反映闸门的空间效应。对于空间效应较强、结构较为复杂的大型水工钢闸门宜用空间有限元来进行计算,本文基于ansys软件对某防洪闸平面钢闸门进行了三维有限元分析,得出了一些有益结论,并用于指导设计。

某公司钢结构大门造型独特,一般结构软件无法进行设计和分析。运用非线性有限元软件abaqus6.4,精确建立了大门结构的计算模型,分析了结构的动力特性及在两种荷载工况下的位移和应力。该建模方法对同类复杂结构的计算有一定的参考作用。

门式刚架Γ型节点有限元分析

采用空间三维实体有限元法,建立了船闸闸首结构的仿真力学模型,利用有限元分析软件对力学模型进行有限元分析,得到了各阶段的位移、内力等力学指标,研究探讨了船闸闸首及基础在检修工况下的变形和应力规律,以了解船闸闸首和基础在设计条件下的工作形态,对船闸闸首的优化设计提供了依据。

在分别应用弹性地基梁平面框架内力计算程序和abaqus三维有限元软件对引江济淮工程派河口船闸闸室进行内力计算后,发现两者结果差异较大；此外,在应用abaqus三维有限元软件计算时,分别采用加权平均建模和分层建模两种方法确定构筑物周边土体的物理力学参数,其内力和位移结果也产生较大差异。由此分析平面程序的局限性,并提出更为合理的结构内力空间计算方法,可供工程设计人员在结构内力计算过程中参考。

基于三维cad/cae软件solidworks平台,建立方形卧式真空罐的有限元模型,进行了强度和刚度的分析。使用cosmos有限元与优化设计模块,建立以油箱重量最小为目标函数,应力和位移为约束的优化数学模型,对加强筋的截面尺寸进行优化设计。优化设计结果运用到实际生产中,得到了良好的使用效果。