泵站拍门撞击理论分析与研究

摘要

在泵站工程中，由于机组停泵特别是动力突然中断造成的事故停泵，会使水体逆流，水泵倒转，严重的会使水泵遭到破坏，造成事故，影响系统的正常运行。因此，对水泵截流闭锁装置的研究，成为泵站工程中一项重要课题。泵站截流闭锁装置是关系泵站能否安全运行的重要工程设施，其好坏直接影响到机组能否安全运行和泵站效率的高低。拍门是一种常见的截流闭锁装置，结构简单、维修方便、迅速可靠、造价低廉，在中小型泵站中得到广泛应用。但是拍门断流也存在两大缺陷：一是出口损失较大；二是停机时在水压和拍门自重作用下产生较大的撞击力，对拍门本身和水工建筑物造成较大的危害。因此对拍门撞击的研究是拍门断流重要课题。 本文结合前人的研究成果，对泵站拍门的受力和开启角度进行理论分析，定性定量地阐述了拍门下落过程中多变量之间的相互影响，并运用能量法和动量法分析了拍门的撞击过程；另外首次运用应力波方法对拍门的撞击进行了动态研究，计算了拍门首次撞击的历时和最大撞击应力，并分析了拍门在首次撞击过程中的受力规律；运用ANSYS软件建立了拍门撞击的简化模型，当作用荷载时，拍门、橡胶、钢垫块的位移、应力发生了变化，计算出了模型X、Y、Z方向位移等值线图和应力等值线图，并求得节点位移极值及出现位置和模型应力极值及出现位置，从微观E反映了拍门撞击的过程。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2拍门国内外研究的现状

1.3拍门的工作特点

1.4应力波传播的研究历史和现状

第二章拍门停泵撞击力的计算

2.1拍门的受力分析

2.2拍门开启角度计算

2.3拍门停泵下落运动计算

2.4能量法计算拍门撞击力

2.5动量法计算拍门撞击力

2.5.1正转正流阶段拍门撞击力的计算

2.5.2正转逆流阶段拍门撞击力的计算

第三章应力波的研究机理

3.1应力波的基本概念

3.2弹性应力波及波动方程

3.3质点的运动速度及瞬时应力

3.4应力波的相向运动

3.5弹性波的相互作用

3.5.1两弹性杆的共轴撞击

3.5.2弹性波在不同介质界面上的反射和透射

第四章拍门首次撞击的应力波分析

4.1拍门撞击的简化模型

4.2拍门在首次撞击的计算过程

4.3拍门首次撞击的计算结果分析

第五章ANSYS有限元分析

5.1 ANSYS有限元分析软件简介

5.1.1 ANSYS软件的概述

5.1.2 ANSYS软件分析过程

5.1.3 ANSYS的应用

5.2拍门撞击模型的结构分析

5.2.1计算模型及网格划分

5.2.2位移、应力

第六章结论与展望

6.1主要研究成果

6.2研究工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢