钢闸门卡阻故障数值模拟研究.pdf

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1、水利水电技术第47卷2016年第4期钢闸门卡阻故障数值模拟研究周驰誉1，赵兰浩1，陈琪2，丁波2，林川1(1．河海大学水利水电学院，江苏南京210098；2．中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南昆明6500100)摘要：采用两种方法分别模拟了钢闸门的两种卡阻故障，一种是施加约束的方法模拟面板与侧轨间的卡阻；另一种是在接触面设立三维非线性薄层单元的方法模拟弧形闸门铰轴的卡阻。引用某水电站弧形闸门作为算例，对这两种卡阻故障进行了数值模拟，将得到的应力结果与钢闸门在正常运行情况下的应力状态做了对比分析：其中第一种模拟方法着重分析了面板的应力，结果表明卡阻处面板有应力集中，但影响范围

2、不大，约占面板宽度的4％；而第二种模拟方法则着重分析了支臂的应力，结果显示支臂应力的最大值增大一倍，但并未出现应力集中的情况。关键词：弧形钢闸门；卡阻故障；有限元法；非线性接触；应力计算doi：10．13928／j．cnld．wTaIle．2016．04．027中图分类号：’rv311文献标识码：B文章编号：1000一0860(2016)04—0123一04N哪ericalsilnlllation咖dyonbloc姑ngfallltofsteelgateZHOUChiyul，ZHAOkmha01，CHENQi2，DINGB02，LinChuanl(1．Couege0fWaterC叽s

3、ewancyandHydropowerEn百neering，HohaiUlliversity，N孤jing210098，Jiangsu，CIIi【la；2．PowerchinaKunrrIingEn百neeringCorporationLiⅡlited，K吼IIling650000，Yunn跚，Cllina)Ab蚰mct：Twomethodsareadoptedforsimulatingtwoblockjngfaults0fsteelgaterespectively，i．e．oneistosimulatetlleb10c-kingbetweentllegateface—slab卸di

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7、t；stresscalcllla【ion1研究背景钢闸门作为水利枢纽工程中重要的挡水泄水建筑物，其结构的安全性直接关系到整个枢纽工程的安危。研究人员对钢闸门危害来源的研究主要基于正常运行情况下，然而却忽视了闸门发生卡阻故障的特殊情况，但卡阻故障所引起的后果却是不容小觑的。例如，广西省某水库溢洪道弧形闸门在开启过程中电源胁衍R舀州懈口Hd研d唧ot料E馏f地硎喈怕J．47ND．4突然中断，门顶过水导致支臂失稳破坏；湖南省某水轮泵站的弧形闸门在启闭中支铰的摩擦