水轮机蜗壳不同埋设方式的座环受力特性研究

摘要

基于接触非线性理论,考虑蜗壳与垫层及外围混凝土的接触滑移,对三种典型埋设方式的蜗壳结构进行三维有限元仿真分析,主要研究座环结构的受力特性。计算结果表明,不同埋设方式下各构件承担的扭转力比例不同,钢管承担的扭转力比例在保压方案下最大,座环承担的扭转力比例在垫层方案下最大,混凝土承担的扭转力比例在直埋方案下最大。软垫层和预压缝隙的存在降低了流道系统的强度和刚度,使得直埋方案座环扭转变形最小,垫层方案次之,保压方案最大。另外,充水保压蜗壳采用仿真算法,能够给出蜗壳和座环真实的变形和应力状态,计算结果准确合理,更加符合工程实际,应该在充水保压蜗壳结构的设计和研究中推广采用。