高水头平面闸门P型水封非线性有限元模拟

《高水头平面闸门P型水封非线性有限元模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、水利水电技术第43卷2012年第4期高水头平面闸门P型水封非线性有限元模拟李自冲1，薛小香2，吴一红2，张东2(1．中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院，云南昆明650051；2．中国水利水电科学研究院，北京100038)摘要：建立了高水头平面闸门P型水封的非线性有限元模型，对其止水过程进行了模拟。模型中考虑了水封橡胶材料的非线性和不可压缩性、高水头作用下水封大变形导致的几何非线性以及水封与压板、水封与止水座板的接触非线性边界条件。通过非线性有限元分析，得到了P型水封的接触应力、接触宽度等情况，研究了P型水封的变

2、形特性及止水性能，并分析了水封头部半径对P型水封变形特性及止水性能的影响，为实际工程中P型水封的设计提供有益的指导。关键词：P型水封；非线性；有限元；接触应力；接触宽度中图分类号：TV34文献标识码：A文章编号：1000—0860(2012)04—0033．04NonlinearfiniteelementsimulationofP-typewatersealforhighheadplanegateLIZichon91，XUEXiaoxian92，WUYihon92，ZHANGDon92(1．KunmingHyd

3、ropowerInvestigation，Design&ResearchInstitute，CHECC，Kunming650051，Yunnan，China；2．ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch，Beijing100038，China)Abstract：AnonlinearfiniteelementmodelisestablishedhereintosimulatethewatersealingprocessofP—typewaterseal

4、forhighheadplanegate．Thenonlinearpropertyandincompressibilityofrubbersealingmaterials．geometricnonlinearityduetolargedeformationofwatersealunderhighhead．thenonlinearboundaryconditionsresultingfromthecontactofwatersealwitllandsealareconsideredinthismodel．Thec

5、ontactstressandcontactwidthofwatersealarepressureplatemountingplateP-typeobtainedbytherelevantnonlinearfiniteelementanalysis，whilethedeformationandwatersealingcharacteristicsofP—typewatersealandtheeffectoftheradiusofwatersealheadonthemarestudiedaswell，whichc

6、anprovideausefulreferenceforthede—signoftheP—typewatersealfortheactualconstructionproiectconcerned．K蟛words：P—typewaterseal；nonlinear；finiteelement；contactstress；contactwidth应变、接触应力、接触宽度(封水宽度)等情况进行1引言全面模拟，可及时更改断面型式、材料等参数，便于随着高水头大流量水电站的不断开发，闸门水头优化，并可节省时间和费用。和孔

7、口尺寸越来越大，水封止水问题也越来越突出，高水头闸门水封止水问题涉及材料非线性、几何高水头闸门水封漏水极易引起闸门振动和门槽的空非线性、边界条件非线性。本文对高水头平面闸门P蚀，恶化闸门及水工建筑物的工作条件，造成闸门及型水封止水过程进行了非线性有限元模拟，研究了P泄水建筑物的破坏和检修困难。目前，闸门水封止水型水封(包括设计体型P60水封及P45水封)的变形研究主要通过试验方法，试验方法受材料和试验条件特性及止水性能，并分析了水封头部半径对P型水等因素的限制，具有很大的局限性。随着计算机技术的发展、有限元理论

8、的不断完善，可以用计算机对闸收稿日期：2011，07—04门水封进行有限元仿真计算¨以J，对其变形、应力、作者简介：李白冲(1974一)，男，云南陆良人，高级工程师。WaterResourcesandHydropowerV01．43No．4Engineering李自冲，等∥高水头平面闸门P型水封非线性有限元模拟封变形特性及止水性能的影响，为实际工程中P型水封的设计提供有益的指导。2高水