高水頭小水電站鋼岔管三維有限元分析研究

嚴(yán)　俊，劉維東，喬海娟，張　軍

(水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012)

高水頭小水電站鋼岔管三維有限元分析研究

嚴(yán)俊，劉維東，喬海娟，張軍

(水利部農(nóng)村電氣化研究所，浙江 杭州 310012)

摘要：水電站鋼岔管安全運(yùn)行關(guān)系到樞紐建筑的安全及工程效益的發(fā)揮，現(xiàn)有計(jì)算方法復(fù)雜且結(jié)果不太合理。引入有限元分析方法對上白云水電站鋼岔管進(jìn)行了研究與分析，得到了岔管結(jié)構(gòu)中月牙肋板最大米塞斯等效應(yīng)力超過了容許應(yīng)力強(qiáng)度的要求，并需要增加厚度的結(jié)論，有效地指導(dǎo)了設(shè)計(jì)，確保了工程的安全。圖10幅，表3個(gè)。

關(guān)鍵詞：小水電站；高水頭；岔管；有限元分析

0引言

水電站鋼岔管結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行直接關(guān)系到樞紐建筑的安全及工程效益的發(fā)揮，過去的設(shè)計(jì)大多按照規(guī)范提供的近似計(jì)算方法，這種分析方法用于體型較為復(fù)雜的不對稱鋼岔管分析時(shí)較為麻煩，且得到的結(jié)果也不太合理[1]。由于有限元方法研究的模型較傳統(tǒng)方法更接近于實(shí)際結(jié)構(gòu)，因而在定性與定量方面都要比傳統(tǒng)方法優(yōu)越得多。同時(shí)，采用有限元方法對岔管在各種運(yùn)行壓力下進(jìn)行結(jié)構(gòu)仿真分析能提前預(yù)知岔管結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀況及強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，因此結(jié)合有限元方法對鋼岔管進(jìn)行設(shè)計(jì)是一種新的研究計(jì)算方法[2]。

本文采用有限元方法，基于大型有限元商業(yè)軟件ANSYS對巴布亞新幾內(nèi)亞上白云水電站鋼岔管結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容為采用有限元法計(jì)算岔管在其所承擔(dān)各種典型荷載工況下的應(yīng)力、位移以及岔管應(yīng)力集中部位的應(yīng)力分布情況，以計(jì)算結(jié)果對岔管在不同荷載工況下的應(yīng)力安全儲(chǔ)備情況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，為該工程安全設(shè)計(jì)提供重要參考依據(jù)。……