基于ANSYS计算的苏区新四孔水闸墩流固耦合下动力响应特征分析研究

摘要

针对苏区新四孔水闸结构开展动力响应分析,引入模态分析与动力响应计算理论,利用ANSYS有限元软件计算了闸墩流固耦合场的自振特性与位移、应力响应特征.研究了有、无水工况下闸墩自振频率与计算阶次均为正相关变化,且后5阶次增长幅度低于前5阶次,有水工况下自振频率低于无水工况,而流固耦合中以校核水位下自振频率最低;有、无水工况下振型特征基本一致,振型受流固耦合场影响较小.获得了两侧闸墩位移分布呈相反态势,同一断面同一处高程上右侧闸墩位移高于左侧,但两侧闸墩位移均呈底部至顶部增大,闸墩位移值以更靠近上游的C-C断面为最大.分析了水闸3个断面上闸墩均存在拉应力,峰值拉应力为0.979 MPa,闸墩压应力均呈先增后减,峰值压应力为3.23 MPa,拉、压应力均处于材料允许范围内.论文为研究闸墩结构在流固耦合场下的动力响应特征提供一定参考.