水工閘門止水結(jié)構(gòu)動力特性與體型優(yōu)化研究.pdf

1、隨著我國水利水電事業(yè)的飛速發(fā)展,水工閘門工作水頭不斷增加,閘門結(jié)構(gòu)尺寸不斷加大,水工閘門的安全問題日益受到工程界的關(guān)注。水工閘門自激振動是一種危害性很大的結(jié)構(gòu)振動現(xiàn)象,也是水利水電工程廣泛存在的問題。這種振動現(xiàn)象往往是由水封漏水或閘門出現(xiàn)較大變形等造成的,其振動強(qiáng)度與閘門結(jié)構(gòu)的剛度變形、水封材質(zhì)和安裝精度、閘門結(jié)構(gòu)的面板平整度以及閘門工作水頭等有密切的聯(lián)系,具體體現(xiàn)為閘門結(jié)構(gòu)、水封布置和水力參數(shù)等。
　　 本文結(jié)合某工程平面閘門

2、頂部P型止水結(jié)構(gòu),以止水結(jié)構(gòu)脫離閘門面板發(fā)生自激振動為研究工況,借助ANSYS軟件對止水結(jié)構(gòu)的動力特性進(jìn)行規(guī)律性的探索研究,取得了以下成果:
　　 (1)止水結(jié)構(gòu)自振頻率值隨著止水長度的增大而減小,其降幅隨階次的增大呈現(xiàn)增大趨勢。螺栓緊固力作用使止水結(jié)構(gòu)的自振頻率變大,且螺栓緊固力的施加對止水結(jié)構(gòu)自振頻率的影響呈現(xiàn)出階段性；考慮流固耦合作用的止水結(jié)構(gòu)其自振頻率較無水作用時(shí)有所降低,低階頻率降低的幅度相對較大；在滿足流場長度為10

3、倍止水頭部擋水高度時(shí),止水結(jié)構(gòu)的頻率值基本穩(wěn)定。
　　 (2)在無流場和有流固耦合作用兩種計(jì)算條件下,對止水結(jié)構(gòu)進(jìn)行諧響應(yīng)分析得出:當(dāng)外激勵力頻率在止水結(jié)構(gòu)第一階基頻附近時(shí),止水結(jié)構(gòu)各測點(diǎn)出現(xiàn)響應(yīng)峰值,其值隨著阻尼的增大而減??；在相同阻尼作用下,有水時(shí)止水結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)幅值較無水時(shí)大。
　　 (3)基于ANSYS優(yōu)化模塊和諧響應(yīng)分析對壓板寬度的優(yōu)化,最優(yōu)方案為壓板的寬度取為L。此優(yōu)化方案能較大幅度地提高第一階基頻,同時(shí)又