文档介绍：山东农业大学
硕士学位论文
撑卧式平板钢闸门静动力特性研究与优化设计
姓名:仇强
申请学位级别:硕士
专业:水利水电工程
指导教师:刘福胜
20090618
中文摘要在水利水电工程中,平面钢闸门是应用最早、最广泛的闸门型式之一。因其结构简单,制造、安装、维修方便,有互换性等优点,而广泛应用于水利水电工程的泄水系统、引水发电系统、灌溉系统、航运系统等。撑卧式平板钢闸门是一种新型的闸门形式,它借助于闸门后被油缸施加到支撑桁架的推力而撑起,起到拦河蓄水的作用,闸门在开启时是通过油缸减小推力,桁架沿着设计好的轨道向下游滑动,在一制动装置的作用下,闸门逐渐倾斜泄水得以实现。整套系统主要有闸门梁系、闸门支铰、支撑桁架、滑动轨道、制动装置、上支铰、下支铰及止水构成。闸门由钢面板,型钢主架等构成,门间以止水和连环扣件联系,可以多门一联,采用同时启闭的要求。各闸门联结处无需修建中墩,与普通钢闸门比较,节省了部分工程造价,由于闸门支撑桁架的存在,该闸门在设计上允许超出规范中规定的应变设计等要求,即可以允许较大的变形,因此可以节省钢材的用量。现在撑卧式钢闸门正处于探索阶段,相关的设计规范还没有出台,其结构计算等理论也还不太成熟。对于撑卧式钢闸门的研究,探索其结构型式,对推动小水电事业的发展,具有重要的现实意义。本文利用有限元分析软件贏问杓朴镅缘挠邢元技术对闸门进行了静力分析和考虑流固耦合效应的不同工况下的动力特性分析,并在此基础上,利用呕?椋⒘司擦τ呕投力优化设计模型,并对一个典型例子进行了计算。算例表明,所建模型合理,流固耦合对此类闸门的影响很大,并且支撑桁架的尺寸和截面形式对闸门振动影响明显。最终建立了以闸门体积为目标函数,以基频为约束条件的撑卧式平板钢闸门动力优化设计模型,得出提高基频能使撑卧式平板钢闸门免于动水振动而破坏,优化结果有意义。本文研究结果对于撑卧式平板钢闸门的探索研究有重要的借鉴意义。优化设计关键词:撑卧式有限元静力分析流固耦合μ匦
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髀引言此惺艿乃房煞治#旱退菲矫嬲但⒅兴菲矫嬲门饵眈⒏咚菲矫嬲取在水利水电工程中,平面钢闸门是应用最早、最广泛的闸门型式,二十世纪五、六十年代的水利水电枢纽中平面钢闸门应用量很大。平面钢闸门因其结构简单,制造、安装、维修方便,有互换性等优点,使其广泛应用于水利水电工程的泄水系统、引水发电系统、灌溉系统、航运系统等,但也因其缺点如启闭力大、局部开启条件差、需设影响水流的门槽等,特别是随着高水头水电站及大型水利枢纽的建设,使平面钢闸门的应用受到了一定的限制,但平面钢闸门仍是必不可少的闸门型式鹿收⒚哦际遣按照不同的分类原则,,平面钢闸门可分为许多种类,主要有陶菝乓督峁沟脑艘品绞娇煞治#褐鄙狡矫嬲⒚牛缓崂狡矫闸簧允狡矫嬲⒚牛蛔6狡矫嬲⒚牛桓〕潦狡矫嬲⒚牛缓岬狡矫闸门;竖排式平面闸门等。其中直升式平面闸门可分为滑动平面闸门、定轮平面闸门、链轮平面闸门、串轮平面闸门等;升卧式平面闸门可分为向上游升卧平面闸门和向下游升卧平面闸门两种;转动式平面闸门可分为绕竖轴转动的平面闸门绱⒅械娜俗置藕鸵蛔置及绕横轴转动的平面闸门绶U⒚拧⑸喟暾⒚偶案前逭⒚等。莨ぷ餍灾士煞治#憾鸨盏墓ぷ髡⒚拧⒍鸨盏氖鹿收门、静水起闭的检修闸门等。凑⒚派柚玫牟课豢煞治B抖ナ胶颓笨资搅嚼唷叶顶部高于挡水水位,并仅设置三边讲嗪偷自止水。叶顶部低于挡水水位,并需设置顶部、两侧和底缘四边止水。用平面钢闸门。坤,露顶式闸门是设置在开敞式泄水孔口,当闸门关闭孔口挡水时,其门潜孔式闸门是设置在潜没式泄水孔口,当闸门关闭孔口挡水时,其门平面钢闸门结构布置的主要内容是:确定闸门上需要设置的构件,每山东农业大学硕士学位论文.
研究背景和意义道中,过量的水通过坝顶排放。随着进一步发展,修建了“可移动的坝”——种构件需要的数目,以及确定每个构件的所在位置等。结构布置的是否合理,直接牵涉到能否使闸门达到使用方便,安全耐久,节约材料,构造简单