水电站蜗壳组合结构混凝土疲劳寿命预测研究

摘要

蜗壳组合结构既是水电站厂房的重要支撑结构,又是水电站引水发电系统的重要过流结构,其在水电站运行过程中的受力情况非常复杂。它既要承受水轮机、发电机等机械设备以及厂房排架等上部结构传来的静荷载和水轮发电机组运行时的动荷载,又要承受由于过流引起的巨大的水压力以及脉动压力。
　　近年来,无论是水电站的装机容量还是单机容量都越来越大,作用水头也越来越高,故水流脉动压力以及机组振动引起的水电站蜗壳组合结构的疲劳问题显得更加重要。本文以理论计算与数值模拟相结合,采用了一种以应变能密度作为损伤参量的疲劳寿命预测模型,通过与实验数据的对比验证了该模型的合理性,并将该模型运用于水电站的蜗壳组合结构的疲劳寿命预测中。具体研究内容包括以下几部分:
　　(1)采用了以塑性应变能以及总应变能作为损伤参量的混凝土疲劳寿命的预测模型,并通过与实验数据的对比,验证了该模型对不同标号混凝土的适用性。
　　(2)建立了蜗壳组合结构的三维数值模型:主要包括发电机层及水轮机层的楼板及梁柱、机墩、蜗壳、尾水管及其外围混凝土,并对结构进行了不同工况下的应力应变分析。
　　(3)运用混凝土疲劳寿命的预测模型,结合应力应变分析结果,对蜗壳组合结构的疲劳寿命进行了预测。

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第一章 绪论

1.1论文的选题背景与研究意义

1.2混凝土结构疲劳研究现状

1.3蜗壳组合结构国内外研究现状

1.4本文主要研究内容

第二章 基本理论与方法

2.1混凝土塑性损伤模型

2.2 混凝土塑性应变能理论

第三章 混凝土构件的疲劳分析及寿命预测

3.1 引言

3.2 混凝土构件疲劳分析及寿命预测

3.3混凝土构件疲劳分析及寿命预测的验证

3.4以总应变能为损伤参量的疲劳寿命预测验证

3.5小结

第四章 厂房蜗壳组合结构的疲劳分析

4.1 引言

4.2 工程实例基本情况

4.3 有限元计算模型

4.4蜗壳组合结构疲劳寿命计算

4.5本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢