教育部“优秀青年教师资助计划”(20011879)
- 作品数：9 被引量：38H指数：5
- 相关作者：伍鹤皋张启灵刘波黄小艳赵晓峰更多>>
- 相关机构：武汉大学中国水电工程顾问集团公司长江科学院更多>>
- 发文基金：教育部“优秀青年教师资助计划”国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：水利工程更多>>
- 水电站充水保压蜗壳结构的改进算法被引量：1
- 2011年
- 在充水保压蜗壳传统简化算法的基础上提出了改进算法,据此主要分析运行工况下蜗壳进口不平衡水推力对外围混凝土应力和配筋量的影响.计算结果表明,传统简化算法未考虑不平衡水推力的作用,外围混凝土的应力和配筋量偏小,结构偏不安全.在蜗壳进口端施加不平衡水推力的做法,对设伸缩节的情况会导致直管段外围混凝土的应力和配筋量偏大,而对无伸缩节的情况则不能考虑不平衡水推力的作用.本文提出的在蜗壳进口断面下游侧转弯区域以面力的形式施加不平衡水推力的做法,对有无伸缩节的情况均能实现,可使外围混凝土的应力和配筋计算更加精确、合理,建议在充水保压蜗壳结构的设计和研究中采用.
- 伍鹤皋黄海龙刘波
- 关键词：水工结构有限元法充水保压蜗壳
- 大型水电站不同埋设方式蜗壳结构分析被引量：14
- 2009年
- 随着水电站单机容量越来越大,蜗壳结构面临许多新的技术问题。为分析不同埋设方式对蜗壳结构的影响,本文借助ABAQUS软件,以我国第二大水电工程溪洛渡水电站为工程背景,对该电站蜗壳可能采用的三种结构型式进行了三维非线性有限元静力计算,并探讨了直埋蜗壳钢板减薄的可行性。研究结果表明,为了避免结构裂缝宽度和范围的扩展及机墩的非均匀上移,充水保压蜗壳是最优选择,但该方案存在座环相对径向变形较大的问题,直埋蜗壳钢板减薄后机墩上抬位移的增加值得重视。因此,从结构受力的角度认为三种方案都是成立的,但是蜗壳埋设方式的选择与厂房布置、工程投资、施工工艺难易程度和工程工期等因素都有直接关系,应该综合考虑。
- 张启灵伍鹤皋黄小艳李杰赵晓峰
- 关键词：水工结构埋设方式蜗壳结构水电站ABAQUS软件
- 垫层铺设范围对水电站蜗壳受力特性的影响被引量：6
- 2010年
- 结合某大型水电站的工程实际,采用ABAQUS程序和其中的混凝土损伤塑性模型,对传统垫层、直埋及局部垫层蜗壳进行了三维非线性有限元计算.计算结果表明,直埋蜗壳外围混凝土损伤范围最大,局部设置垫层可以有效减少钢筋用量,降低钢筋应力,缩小外围混凝土的损伤区.垫层平面铺设范围越大,上述效果越明显,但是导致座环的扭转变形也越大.当垫层平面范围从蜗壳进口端铺设到135°断面时,定子和下机架基础板的相对不均匀上抬量最小,对机组运行有利.
- 刘波伍鹤皋薛鹏杨华全
- 关键词：水工结构受力特性非线性有限元法
- 水电站蜗壳结构配筋计算原则研究被引量：2
- 2009年
- 现行规范把蜗壳结构归为非杆件体系钢筋混凝土结构并按主拉应力图形面积确定配筋数量存在原则性缺陷,计算出的配筋量往往偏多.本文列出了现行计算方法存在的问题,并具体分析了产生问题的原因,提出了改进配筋计算的原则,引入有限元方法,明确了蜗壳结构应按限裂要求配筋.应用实例表明,局部配筋量减少后混凝土损伤区没有显著变化,钢筋应力增幅很小,改进后的配筋计算原则对优化局部配筋量是合理有效且操作性强的.把有限元方法引入蜗壳结构设计中是有现实意义的.
- 张启灵伍鹤皋
- 关键词：水电站蜗壳结构配筋有限元
- 水电站充水保压蜗壳仿真分析的影响因素被引量：1
- 2012年
- 基于接触非线性理论,考虑钢蜗壳与外围混凝土的接触滑移,采用仿真算法对充水保压蜗壳进行了三维仿真分析和平面轴对称仿真分析.研究了机墩和设备质量及平面轴对称简化模型对蜗壳打压后的变形、蜗壳与混凝土的间隙及其应力的影响.计算结果表明:机墩及设备质量对钢蜗壳的应力影响较小,但对钢蜗壳与外围混凝土的间隙和外围混凝土的应力影响较大,三维仿真模型应该考虑机墩及设备的质量;平面轴对称仿真模型虽未考虑闷头在仿真分析中的作用,但能反映钢蜗壳和外围混凝土的变形特征与受力特性,可以在初步设计时采用.
- 刘波刘健华伍鹤皋
- 关键词：水工结构水电站充水保压蜗壳
- 水电站直埋蜗壳结构受力特性与承载力被引量：9
- 2008年
- 基于损伤理论,采用ABAQUS程序对某大型水电站直埋蜗壳方案进行非线性有限元计算,实现了蜗壳加载过程及超载的数值仿真,研究了此新型结构在内水压力上升的过程中钢蜗壳和钢筋应力、混凝土开裂区和机墩上抬位移的变化规律以及结构的超载能力.结果表明:当荷载达到0.5倍的设计内水压力时,蜗壳外围混凝土将进入开裂阶段,钢蜗壳和钢筋应力变化加快,机墩上抬位移变化速率也增加;但是在设计荷载作用下直埋蜗壳的整体安全度仍然很高,其内水压力的超载安全系数在2.0以上.这种蜗壳结构型式应用于实际工程是完全可行的.
- 伍鹤皋黄小艳张启灵杨华全
- 关键词：水电站非线性有限元ABAQUS承载力
- 基于损伤理论的金属蜗壳埋设方式比较被引量：5
- 2008年
- 为研究不同埋设方式蜗壳结构的受力特点,明确它们在大型水电站厂房中的应用可行性,选取ABAQUS中的损伤塑性模型描绘混凝土材料的力学性能.结合某工程实例,对垫层蜗壳和直埋蜗壳进行了三维非线性有限元计算,重点从蜗壳外围混凝土裂缝的开展宽度和范围及机墩结构的不均匀上抬位移两方面,对两种埋设方式蜗壳结构进行了比较.计算结果表明:两种埋设方式蜗壳都可以满足结构强度要求,但从限裂和变形两方面讲,垫层蜗壳略优于直埋蜗壳.
- 张启灵伍鹤皋蒋逵超
- 关键词：水电站垫层蜗壳非线性有限元方法
- 大型水电站地下厂房结构自振特性研究被引量：6
- 2011年
- 结合某大型水电站地下厂房工程实际,采用三维有限元法从边界条件、模型范围、材料特性、垫层范围和垫层失效5个方面对其自振特性进行全面、系统的研究.结果表明:采取一定的措施加强围岩与厂房上下游边界的粘结强度,能够有效提高机组支撑结构的自振频率,抑制楼板、风罩薄弱部位的低频振动;模拟范围越小,结构各阶自振频率越大;提高混凝土的强度等级对整体混凝土结构的自振特性影响较小;垫层失效后,结构的自振频率显著减小,老化后的垫层平面范围越大,高阶频率降低越多,而低阶频率变化不大.
- 刘波伍鹤皋李冲
- 关键词：水工结构地下厂房蜗壳自振特性
- 水电站蜗壳结构局部垫层平面设置范围探讨被引量：8
- 2011年
- 为分析水电站蜗壳结构中局部垫层的平面设置范围,采用ABAQUS软件对一水电站蜗壳结构进行了3维非线性有限元计算。研究结果表明:蜗壳结构中局部垫层平面范围分别自蜗壳直管段进口铺至下游45°、90°和135°断面时,垫层铺设范围越大,改善蜗壳外围混凝土结构受力状况的效果越显著,但垫层铺至45°断面时完全能有效限制混凝土裂缝宽度的开展和减小机墩不均匀上抬位移。此外,垫层平面范围铺至45°断面时,座环所承受剪力相比完全直埋方案增幅最小,有利于结构稳定。鉴于以上分析,且从简化施工程序角度考虑,水电站蜗壳结构中局部垫层平面范围铺至45°断面是值得推荐的。
- 孙海清伍鹤皋李杰赵晓峰
- 关键词：水工结构水电站蜗壳非线性有限元分析ABAQUS软件
