不同类型闸门模态特性对比分析

为研究不同类型闸门在流固耦合作用下不同开度的自振特性及振型情况,分别以某退水闸平面工作闸门和泄洪洞弧形工作闸门为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS建立模型并开展模态分析.结果表明:由于附加质量影响,平面闸门和弧形闸门各阶自振频率相对无水工况均有所下降,且均随启门过程逐渐增加,但随阶数变化程度相反;相对于平面闸门,弧...     

考虑门杆耦合效应的反弧门自振特性分析*

针对高水头船闸大型反弧门结构动力设计安全问题,进行阀门、门杆系统自振特性三维有限元计算,探讨门杆耦合特性及主要结构尺寸的敏感性。研究表明,门杆耦合系统模态更加丰富,自振特性由吊杆起决定性作用,系统基频11.59 Hz,为吊杆单独弯曲振动,吊杆-门体耦合自振频率略低于门体,吊杆长度对系统自振特性影响较大,支臂外包面板厚度基本没有影响。     

超高扬程齿轮齿条升船机动力特性分析*

运用ANSYS有限元软件建立了包含塔柱、承船厢、提升系统和地基的超高扬程齿轮齿条爬升式升船机整体模型,并对其进行动力特性分析。计算结果表明：1）提升系统及升船机整体结构的主要低阶特征振型包括横向摆动、竖向扭转、纵向摆动,厢内有船工况下的自振频率要小于厢内无船工况。2）对比塔柱-地基系统模型、有船工况下修正HOUSNER简化船舶模型、流固耦合实体船舶模型,发现考虑提升系统后的升船机整体结构模型的主要振型频率均减小;同时发现采用修正HOUSNER简化船舶模型与流固耦合实体船舶模型具有相似的固有频率值,简化船舶模型的结构系统自振频率均小于实体船舶模型。     

中高水头大型三角闸门静力数值分析

引江济汉通航工程龙州垸船闸三角闸门规模和承受水头为国内外现役和在建船闸三角门之最.由于三角闸门空间结构复杂,结构尺寸大、计算工况多、受力复杂,在设计计算时无成熟的计算公式.为了掌握该闸门结构在各种工况下的应力、应变情况,采用ANSYS有限元分析软件建立了大型三角闸门的有限元模型,分析了三角闸门结构的应力、位移以及稳定性等,并校核了该闸门的强度和刚度,评估闸门的安全性.计算结果为完善闸门结构的设计提供了依据,同时对闸门安装、运行都有很好的指导意义.     

多跨充液管道的振动特性分析

考虑管道与液体之间的泊松耦合与结合部耦合,推导了低频情况下的充液直管轴向、横向振动传递矩阵与刚性支撑的点距阵.使用传递矩阵法计算两种边界条件下单跨和多跨充液管道的模态频率及模态振型.结果表明,在充液管道振动分析中,流固耦合作用不能忽略,多跨管道系统由于刚性支撑的加入使系统频率增加.     

船闸平板输水阀门动力优化及流激振动特性分析*

针对船闸大尺寸平板输水阀门的流激振动问题,应用模态试验与有限元数值模拟相结合的分析方法研究阀门的 自振特性,指导阀门结构动力优化设计,通过水弹性模型试验研究阀门的流激振动特性。研究表明：阀门自振频率的试验 值和计算值吻合较好,振型完全一致;结构优化后基频显著提高,已完全脱离了水流脉动的高能区,流激振动响应较小, 不至于产生危害。     

计及流体效应的三体船流固耦合自振特性

采用有限元法和边界元法比较分析三体船结构的流固耦合振动问题,探讨深V型、浅吃水侧体的附连水质量对三体船总振动特性的影响。通过对全船三维结构有限元模型进行纯数值计算,获得三体船结构在无限域流场中的湿模态特性。研究发现,计及流体效应后的三体船自振频率比干模态频率明显降低,首部水平振动与尾部扭转振动的耦合振动在高阶模态中较为突出,侧体的附连水质量对三体船垂向和水平振动影响较小。     

弹性螺旋桨流固耦合振动特性分析

[目的]研究弹性螺旋桨在水流中的振动响应特性。[方法]基于CFD/FEM流固耦合方法,利用Workbench平台中的ANSYS-CFX模块对螺旋桨进行双向流固耦合水动力求解,分析弹性螺旋桨变形及应力应变响应特性;考虑到流固耦合对固有特性的影响,利用ACT_Acoustic模块计算桨叶湿模态,结合弹性螺旋桨固有特性和流固耦合水动力结果进行弹性螺旋桨频谱分析。[结果]流固耦合水动力结果相较不考虑流固耦合的定常计算结果更接近试验回归曲线;与干模态相比,弹性螺旋桨前5阶湿模态固有频率减小19%～37%,且四阶和五阶干湿模态振型存在交错情况。频谱分析结果表明,水动力轴向推力和扭矩是弹性螺旋桨在流场中振动响应的主要影响因素,且主要引起弹性螺旋桨的一阶湿模态悬臂振动;桨叶面上,从叶梢处到导边和叶中部分,再到随边部分,最后到叶根处,结构响应逐渐降低。[结论]所做研究可为弹性螺旋桨流固耦合计算分析提供方法途径,也为螺旋桨流固耦合振动噪声分析打下了一定基础。     

三角闸门启闭力计算问题的分析

针对三角门船闸闸门启闭力计算的问题,介绍了启闭力的计算方法,阐述了水流速度与闸门启闭力的关系,并用实例进行了分析计算,从而搞清了水流速度对闸门启闭力的影响。     

预应力和流固耦合效应对水下壳结构振动特性影响研究

对于水下结构,流体对结构模态频率的影响主要体现在预应力效应与流固耦合效应两方面。为研究水下壳结构固有频率对这2种效应的敏感度,本文首先计算某水下壳体在空气中的模态,然后研究壳结构在不同水深工作产生的静水压对其固有频率的影响,最后使用声固耦合的方法计算了流固耦合效应下的壳体湿模态。计算结果表明:流固耦合效应占主导因素,但随着壳体工作水深(预应力)的增大,预应力效应对水下壳体频率的影响也逐渐显著。因而,在开展水下结构动力学设计时,不仅要重点考虑流固耦合效应对结构固有频率的影响,还应关注结构实际工作环境下的应力状态,分析其对结构固有频率的影响。     

船闸短廊道和三角门门缝联合输水的水力计算

结合依托的船闸工程,提出了短廊道和三角门门缝联合输水的水力计算方法,并通过对输水系统的水力计算分析,确定了阀门处廊道断面尺寸,提出了具体的输水系统布置,确定了输水阀门的开启方式。建立了短廊道和三角门门缝联合输水的输水过程数学模型,并采用该数学模型计算了船闸输水水力特性。水力特性计算结果表明,进行输水系统布置时,将短廊道和三角门门缝分开考虑进行计算分析是合适的,各项水力特征值满足设计和规范要求,并且该输水方式可提高船闸运行效率。     

三峡库区架空墩式散货码头结构模态分析

架空墩式码头结构是适用于三峡库区大型散货码头的新结构型式。本研究以重钢环保搬迁大型散货出口码头为例,采用有限元法对其码头结构建立三维有限元模型,并进行模态分析,在得到结构的各阶模态后,提取关键模态分析结构的振形特点。最后,结合码头的基本工况,评价码头结构的安全性。     

34m口门船闸三角闸门设计要点

船闸三角闸门多采用空间网架结构,对于34 m口门船闸而言,采用三角闸门形式尚属首次.为提高闸门结构设计合理性和安全可靠性,结合合裕线裕溪一线船闸扩容改造工程三角闸门的设计实例,从门体结构、支承运转装置、防撞系统、止水系统4个方面对大口门船闸三角闸门设计中须解决的关键技术难点进行分析,选取两组设计水位组合对闸门空间结构进...     

大型三角闸门门缝输水运用条件试验研究

裕溪一线船闸扩容改造工程首次将三角闸门的应用口门宽度提高至34 m。为提高船闸的运行效率、充分发挥三角闸门动水启闭的优势,开展了大型三角闸门门缝输水运用条件试验研究。以三角闸门的水动力特性和船舶停泊安全为依据,研究提出裕溪新船闸大型三角闸门门缝输水的运用条件:1)三角闸门采用门缝输水应尽可能在1 m水头差以内开启;2)闸门开度应控制在1 m以内;3)随着水头差减小闸门开度可进一步增大。     

中高水头大型三角闸门实时在线监测技术

针对中高水头三角闸门在运行过程中受力和振动带来的安全性问题,依托引江济汉通航工程龙州垸船闸的三角闸门,采用有限元分析软件ANSYS对其静力特性进行研究,在相应受力最大的位置布置实时在线监测点,利用实时在线监测技术对三角闸门设备性能、运行特性和健康状态实施全过程跟踪和研究.结果表明:对三角闸门主要构件的工作应力、动态特性...     

基于柴油机机座结构的有限元模态分析方法

利用大型通用有限元分析软件MSC.patran/Nastran,以某船用柴油机机座结构为算例,并且结合类似研究中对约束条件的讨论,进行初步的线性无阻尼模态分析.在船用柴油机机座的模态分析中常存在的局部模态无法辨识,整体模态振型无法提取的实际应用问题,因而本文分别提出模态有效质量系数以及"虚拟梁"2种技巧.通过有效质量系数来进行模态结果的筛选得出具有主要影响作用的主模态,从而剔除了局部模态.通过虚拟梁的方法提取由于局部变形而无法观察到的结构整体振型.在此基础上以期能够更加深入的进行有限元模态分析,有效地将计算数据提取并加以利用.该算例得出的计算结果以及计算方法还能扩展为同类型的机座结构进行针对性的动力学优化计算.     

一种基于小波分析的船舶振动故障检测方法

迅速兴起的小波分析方法,对时变信号处理具有独特的优点,能同时在时频双域中对信号进行分析。通过对船舶辐射噪声特性的分析,论述了针对振动信号如何选择小波基和如何利用阈值的选取规则。通过与正常信号在仿真过程中的分析对比,直观地得到电路中改变参数所带来的软故障信号的突变特征,成功提取出电路中输出信号的软故障特征,为进一步诊断故障提供了便利。     

基于 Ansys 的自吸离心泵主要结构及装配体的模态分析

自吸离心泵的振动噪声由多种因素造成，其中泵的结构和刚度是主要因素。通过对自吸离心泵的主要结构及装配体进行模态分析，可以获得该泵自身的固有频率和模态振型，从而找到其结构及装配体的薄弱部位，为结构优化调整打下基础。以 UG 建立的船用某型自吸离心泵三维实体模型为基础，通过 HyperMesh 和 Ansys Mech-anical APDL，完成了该泵从网格划分到计算模态分析全过程，并对计算结果进行分析。计算和分析结果表明，该泵结构上存在薄弱之处，必须进行有针对性的优化。     

固体浮力材料在船闸闸门上的应用

介绍了一种新的方案,将浮力材料安装在闸门底部主梁区隔内,抵消闸门的部分自重。对浮力材料的分类、行业应用、材料特性进行介绍。对浮力材料与钢浮箱进行比较,证明浮力材料在船闸钢闸门上应用的可行性,可以在新建大型闸门、老旧船闸改造中推广应用。