考虑腐蚀形态影响的平面钢闸门结构有限元计算分析

摘要

闸门作为主要的水工金属结构设备，广泛地应用在各类水利水电工程中，对工程的正常运行和充分发挥效益起着十分重要的作用。腐蚀问题是影响水工钢闸门安全的重要因素之一，因而在钢闸门有限元计算分析过程中研究腐蚀对闸门结构和变形的影响具有非常重要的现实意义。本文首先介绍了水工钢闸门的腐蚀基本原理、腐蚀因素及腐蚀速率及适合闸门腐蚀量处理的腐蚀表示方法，分析了常见的考虑腐蚀量影响而不考虑腐蚀形态影响的钢闸门有限元模型建立方法；在此基础上，重点研究了考虑腐蚀形态影响的闸门有限元模型建立方法。结合工程实例，运用有限元软件ANSYS中的APDL语言，在不考虑腐蚀形态和考虑腐蚀形态两种情况下，对平面钢闸门进行有限元计算分析。两种有限元模型的计算结果表明，腐蚀形态对闸门结构应力有着非常明显的影响。研究结果可用于分析在役钢闸门的强度和刚度，对于水工钢闸门的安全评价有着非常重要的现实意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1闸门概述

1.2问题的提出及研究现状

1.3本文的主要工作

第二章有限单元法的理论基础

2.1有限单元法简介

2.2薄板问题的有限单元法

2.3大型有限元软件ANSYS介绍

第三章水工钢闸门腐蚀分析

3.1金属腐蚀概述

3.2水工钢闸门腐蚀分析

3.3水工钢闸门腐蚀程度表示

第四章考虑腐蚀形态的闸门有限元模型建模方法研究

4.1单元类型及相关参数的确定

4.2不考虑腐蚀形态的有限元模型

4.3考虑腐蚀形态的有限元模型

4.4本章小结

第五章平面钢闸门有限元模型计算结果分析

5.1工程实例

5.2闸门有限元模型的建立

5.3闸门有限元计算结构分析与比较

5.3.1不考虑腐蚀形态的闸门有限元计算结结果与分析

5.3.2考虑腐蚀形态的闸门有限元计算结果与分析

5.3.3闸门有限元计算结果比较

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢