三峡升船机闸首卧倒门启闭油缸支座螺栓松动原因与处置对策

通过理论计算与试验研究相结合的方法,探讨了三峡升船机闸首卧倒门启闭油缸支座螺栓松动的原因及影响因素,并提出处置对策。结果表明：1）闸首卧倒门在交变荷载作用下频繁启闭,启闭油缸支座螺栓连接的各接触面在大载荷作用下产生塑性变形引起的材料松动与螺纹副相对微滑动引起的结构性松动共同造成螺栓松动。2）随着闸首卧倒门往复启闭次数增加,螺栓松动逐渐加剧直至失效。3）通过定期检查、螺栓超声波预紧力检测、重新拧紧等措施,可有效减少闸首卧倒门启闭油缸支座螺栓松动。     

船闸平板闸门油缸垂直度与平行度测量试验研究

测量计算不同工况下船闸平板闸门油缸的垂直度和平行度有利于分析其同步运行状态和性能,保证船闸液压机械设备正常工作.以某大型水电厂2、3号船闸上提门和下沉门左右两侧油缸为研究对象,测量了船闸在无水和有水情形时不同闸门开度下油缸的垂直度,基于线对线平行度评定模型计算了两侧油缸的平行度,并分析了两侧油缸垂直度和平行度的变化对闸...     

基于ABAQUS的下闸首结构应力变形三维非线性有限元分析

针对东淝河船闸下闸首结构及受力复杂问题,采用三维非线性有限元ABAQUS软件,分析研究下闸首在不同工况下的位移及应力场。计算结果表明,针对复杂结构采用三维有限元分析软件较以往传统的二维平面计算分析方法更有优势,东淝河船闸下闸首的水平位移和垂直位移均满足规范要求。三维有限元分析结果能比较直观、准确反映下闸首整体强度和位移状况,为评价结构安全性态提供依据。     

船用主轴法兰连接的有限元分析

针对某实船主轴的铰制螺栓法兰连接,采用有限元软件MSC.Marc对连接件进行三维实体有限元模拟分析,研究船用主轴在工作载荷下的工作工况。通过计算得到铰制紧配螺栓法兰连接在螺栓预紧力、螺栓过盈和主轴扭矩推力的影响下各部件的应力和变形情况。计算结果显示:法兰连接中最大应力出现在螺栓中;法兰上的应力水平并不高,且法兰盘上铰制孔到法兰盘边的应力较小。     

千米级水深铺管船托管架铰支座改造设计研究

本文简要介绍了海洋石油201铺管船在千米级水深铺管工况下的船体强度校核及托管架铰支座改造设计方案。为适应千米级水深海底管道铺设作业的使用要求,遂对正常铺管工况(空管)、极端铺管工况(管道进水)和生存/待命工况下的船体及托管架铰支座结构强度进行有限元分析,其结果显示在船体与托管架铰支座连接处的结构存在应力超值的情况,不满足规范要求。因此,需对托管架铰支座及附近的船体结构进行加强改造设计,使船体及铰支座结构强度均满足规范要求,满足千米级水深海底管道铺设的使用要求。     

向家坝升船机闸首工作门内引排水改进分析

向家坝升船机上、下闸首工作门布置在上闸首的末端、下闸首的起始端,是升船机船厢室的上、下游挡水设施,闸门型式为下沉式平面定轮闸门,工作时闸门处于悬吊挡水状态。在停航期间对闸首工作门内的渗漏水进行封堵、引排改造,通过现场分析、发明新型专用小工具、运行调试等手段进行分析研究,闸首工作门内渗漏水进一步得到改善,保证向家坝升船机的安全、高效运行。     

三峡升船机对接密封框C形止水压板加固工装与检修平台设计

为了解决三峡升船机对接密封框C形止水压板连接螺栓出现断裂及止水检修维护不便的问题，建立C形止水压板及连接螺栓在不同运行工况下的力学模型，根据对螺栓强度的校核分析结果可知，泄间隙水过程中，C形止水压板连接螺栓所受拉应力大于材料的许用拉应力。根据分析结果并结合现场设备的结构布置特点进行C形止水压板加固工装的设计，经安装使用验证螺栓受力满足设计要求，同时设计1套C形止水检修平台，满足快速检修更换需求，解决了实际工程问题。     

船闸闸首非线性有限元计算分析

在船闸下闸首工程的结构计算分析中,考虑地基土体材料的非线性特性,采用非线性有限单元法,对嘉陵江新政船闸下闸首进行了计算分析研究。运用ANSYS10.0通用计算软件,建立了三维非线性弹塑性有限元模型,采用D-P准则对闸首的回填土和地基土体进行计算,经对嘉陵江新政船闸闸首在不同工况下的应力和应变分布特征进行分析比较,验证了模型的正确性和实用性。     

三峡升船机下闸首卧倒门运行区域非恒定流的运动特性

为了分析三峡升船机下游引航道与下闸首卧倒门运行区域非恒定流运动特性,采用Flow-3D软件建立三峡升船机承船厢与下闸首卧倒门运行区域的三维模型,通过水面波动荷载概化模型计算分析下游不同水位、不同波幅非恒定流对下闸首卧倒门运行的影响因素。研究下游非恒定流作用于卧倒门的理论计算力矩与卧倒门关门实测力矩的关系,提出卧倒门安全运行策略,降低由下游非恒定流作用而引起的下闸首卧倒门运行安全风险。结果表明,下游引航道较小的水面波动传递到升船机下闸首卧倒门运行区域将引起很大的水面波动,而枢纽下游水位对卧倒门运行影响较小。     

葛洲坝1号船闸增设防撞安全设施的探讨

葛洲坝1号船闸由于与三峡船闸匹配运行,船舶实行导航墙待闸,下行船舶在导航墙停靠时距离人字门较近,而且下行船舶首船进闸后停靠位置与下闸首人字门距离较近,都具有碰撞人字门的风险。针对葛洲坝1号船闸人字门存在被碰撞的风险,结合上、下闸首的现场情况分别就上、下闸首人字门增设防撞设施方案的可能性进行分析,提出提升式、侧开式和下沉式等方案,并讨论各方案实现的可能性、优势及不足,为船闸人字门防撞安全设施的方案设计及应用提供参考。     

冲击载荷作用下预紧力螺栓强度特性研究

对冲击载荷作用下的预紧力螺栓进行强度分析,对比分析螺栓联接结构在横向冲击和纵向冲击以及不同预紧力和不同冲击载荷工况下的螺栓强度和结构响应,验算了某舰用汽缸在冲击载荷作用下的螺栓强度。研究表明,螺栓联接在冲击载荷作用下,螺栓的应力响应随着预紧力的变化而变化,且受剪螺栓的预紧应力在其材料屈服极限的40%左右时,其强度最大;受拉螺栓的强度会随着其预紧力的增大而变薄弱;同时受剪拉作用的螺栓,当预紧应力在其材料屈服极限的40%左右时,其强度最大。     

螺栓预紧力对舰用汽缸力学特性的影响研究

针对螺栓预紧力对舰船设备力学特性影响研究较少的现象,以某舰用汽缸为例,研究螺栓预紧力对其力学特性的影响,对舰用汽缸在无螺栓预紧力和螺栓预紧力不同工况下进行对比,分析汽缸的变形和螺栓的强度。研究表明：为使舰用汽缸工作时发生较小相对位移,增强密封性能,在保证螺栓强度条件下应充分发挥螺栓预紧力作用,其预紧应力应控制在其材料屈服极限的45%～52%之间。     

A study on scantling formulae of plate members due to lateral pressure under the effect of axial loads

Existing rule scantling formulae of plate members are based on conventional plastic design theory, and do not necessarily reflect complicated plate bending phenomena under axial loads. In this study, we first formulated the effect of axial load on the fully plastic moment based on the von Mises yield criterion for longitudinally stiffened plate in addition to the well-known formula for transversely stiffened plate. In addition, we derived a theoretical formulation of the lateral pressure corresponding to 2-point hinge and 3-point hinge formation taking account of the effect of the additional lateral force due to the axial loads on the deflected plating, using a simple plate strip bending model assuming a long plate with a large aspect ratio.Then, a series of elastic-plastic FE analyses was carried out to verify the structural behavior and the effect of axial load on the plate plastic bending strength. The plate strength was evaluated based on the residual deflection criteria of two cases (0.26 mm and 4.0 mm), and the results were compared with the theoretical derivation. As a result, it was found that assumption of linear strength reduction to the axial stress can cover the transversely stiffened plate under compressive axial stress conservatively. As to the transversely stiffened plate under tensile axial stress and the longitudinally stiffened plate, the strength reduction was in accordance with the reduction in the fully plastic moment based on the von Mises yield criterion in the conservative side. Finally, based on the findings, the required plate thickness coefficients were proposed on an empirical basis both for transversely and longitudinally stiffened plate under compressive and tensile axial loads.     

三角闸门止水强度与变形的有限元分析

目前,止水的研究多在止水的布置、设计、施工等方面,而针对闸门工作状态下止水的受力能力与变形性能的研究较少。而且,关于止水性能的研究大多只针对止水自身,实际工程中,止水固定在船闸上共同受水头作用,因此考虑止水与船闸连接状态下的受力情况是有必要的。针对以上问题,以裕溪一线船闸扩容改造工程中34 m口门三角闸门为例,选取2个实际工况与2个附加工况对止水与闸门整体进行有限元仿真,分析各工况下止水的工作状态与受力、变形能力,得知止水的强度满足要求,底止水与边羊角止水处于压紧状态,变形适应性良好,中羊角止水对抑制缝隙扩大起到积极作用。     

某型柴油机重大故障原因分析

摘 要：通过对故障柴油机连杆、连杆螺栓、平衡块螺栓、排气阀、排气阀导管、活塞、缸套等失效件的理化分析,故障柴油机气门间隙的检查,连杆受力分析与气阀的动力学分析及疲劳计算,结果表明：故障柴油机的首断件为排气阀,排气阀断裂的原因是气阀间隙过大造成的,在气阀间隙较大的情况下,阀杆受力大大增加,其疲劳安全系数大大降低。以上理论计算和理化分析的结果为正确判断柴油机的故障提供了有力支持。     

基于遗传算法随车起重机折叠臂架铰点位置优化

以中型随车起重机折叠臂架结构为研究对象,为了降低此结构中液压缸最大受力和液压油波动对整机性能的影响,依据工作装置的工作原理,建立铰点优化数学模型,以液压缸受力最小为优化目标,各个铰点间长度为设计变量,在MATLAB中采用遗传算法对折叠臂架铰点位置进行优化设计,从优化结果可以看出,液压缸最大受力值明显减小,同时在整个工作过程中受力曲线较优化前曲线趋势明显变缓,液压油波动情况减弱,对液压缸安全性、稳定性具有重要意义。     

重庆朝天门长江大桥高强度螺栓群栓试验研究

针对重庆朝天门长江大桥拼装式节点板层多、板束厚度大、外形尺寸变化大及单个节点高强度螺栓数量多等特点,结合重庆地区气侯条件、该桥设计采用的抗滑移摩擦面技术参数和目前国内高强度螺栓连接副的性能,选取具有代表性的不同板厚组成的板束,通过压力传感器及静态应变系统进行了群栓模拟试验。通过群栓试验,了解了高强度螺栓预拉力随时间变化的损失情况,螺栓施拧先后顺序对栓群预拉力的影响,用终拧扭矩值的50%作为厚板的初拧扭矩时板束密贴情况,确定了高强度螺栓终拧扭矩检查时机,验证了该工程高强度螺栓施拧工艺的可操作性。该试验研究为今后类似工程的施工提供了宝贵的数据和经验。     

外接平板型金属夹层结构连接构件极限强度分析

激光焊接钢质夹层结构在国外已用于实船,其连接形式是亟待解决的关键问题之一。基于有限元分析软件ANSYS,研究了面内载荷作用下,I型金属夹层结构外接平板型连接构件的失效模式和极限承载能力,以及5种典型初始缺陷的尺寸和连接构件的设计参数对极限载荷的影响规律。结果显示,连接构件较短时,结构失效的主导因素是焊接接头形成了塑性铰;连接构件较长时,主导因素是连接构件失稳。对于各种类型的初始缺陷,随初始缺陷尺寸的增大,极限载荷均降低;连接构件、以及靠近连接构件的夹层面板和夹层腹板的初始缺陷对极限载荷的影响较大。在控制重量的条件下,欲增大极限承载能力,最有效的途径是增大连接构件厚度,并选取合适的连接构件长度。     

基于ANSYS的船闸大修工程中闸门加固研究

针对船闸中使用频繁的工作闸门的大修加固问题,依托杭州三堡一线船闸大修工程,进行原型观测和评估,并采用有限元计算软件ANSYS建立工作闸门的数值分析模型,基于不同工况下的水位组合,得出工作闸门合理的加固方案。结果表明,加固后的主梁应力满足材料的容许应力要求;平面提升门在水位组合工况下,满足强度、刚度和稳定性要求。计算结果可为类似工程提供借鉴。     

某客滚船锚机基座结构强度分析

采用有限元软件MSC.PATRAN/NASTRAN,对某客滚船锚机基座建立局部结构计算分析有限元模型,进行三种不同工况下的强度计算,得到不同工况下的局部结构强度计算结果,并对结果进行分析。计算结果表明基座的面板和腹板处都会产生很大的应力,为基座的设计提供参考。