水力发电学报
水力髮電學報
수력발전학보
JOURNAL OF HYDROELECTRIC ENGINEERING
2005年
5期
34-38
,共5页
水工结构%应力奇异性%接触模型%压力钢管%软垫层%有限元分析
水工結構%應力奇異性%接觸模型%壓力鋼管%軟墊層%有限元分析
수공결구%응력기이성%접촉모형%압력강관%연점층%유한원분석
本文采用非线性有限元中的接触模型,以龙滩水电站坝内压力钢管某设计方案为例,通过平面有限元数值模拟,全面分析设置软垫层后钢衬及混凝土的受力性态,研究软垫层末梢应力集中问题以及软垫层渐变段坡比、接触界面摩擦状态对混凝土环向局部应力峰值的影响.数值仿真结果表明:钢衬-混凝土接触界面存在的摩擦力对混凝土环向拉应力分布和峰值影响明显,较低的摩擦系数使界面接触压力分布趋于均匀,同时减少混凝土环向拉应力峰值.由于钢衬在软垫层末梢附近区域不能满足完全径向变形协调,钢衬-混凝土接触界面将出现局部微小张开区,形成软垫层末端应力奇异性;钢衬应力峰值应包括内水压力产生的膜应力与局部非协调变形产生的弯曲应力的叠加效应,设计恰当的软垫层渐变段坡比是减少钢衬和混凝土应力峰值的工程措施.
本文採用非線性有限元中的接觸模型,以龍灘水電站壩內壓力鋼管某設計方案為例,通過平麵有限元數值模擬,全麵分析設置軟墊層後鋼襯及混凝土的受力性態,研究軟墊層末梢應力集中問題以及軟墊層漸變段坡比、接觸界麵摩抆狀態對混凝土環嚮跼部應力峰值的影響.數值倣真結果錶明:鋼襯-混凝土接觸界麵存在的摩抆力對混凝土環嚮拉應力分佈和峰值影響明顯,較低的摩抆繫數使界麵接觸壓力分佈趨于均勻,同時減少混凝土環嚮拉應力峰值.由于鋼襯在軟墊層末梢附近區域不能滿足完全徑嚮變形協調,鋼襯-混凝土接觸界麵將齣現跼部微小張開區,形成軟墊層末耑應力奇異性;鋼襯應力峰值應包括內水壓力產生的膜應力與跼部非協調變形產生的彎麯應力的疊加效應,設計恰噹的軟墊層漸變段坡比是減少鋼襯和混凝土應力峰值的工程措施.
본문채용비선성유한원중적접촉모형,이룡탄수전참패내압력강관모설계방안위례,통과평면유한원수치모의,전면분석설치연점층후강츤급혼응토적수력성태,연구연점층말소응력집중문제이급연점층점변단파비、접촉계면마찰상태대혼응토배향국부응력봉치적영향.수치방진결과표명:강츤-혼응토접촉계면존재적마찰력대혼응토배향랍응력분포화봉치영향명현,교저적마찰계수사계면접촉압력분포추우균균,동시감소혼응토배향랍응력봉치.유우강츤재연점층말소부근구역불능만족완전경향변형협조,강츤-혼응토접촉계면장출현국부미소장개구,형성연점층말단응력기이성;강츤응력봉치응포괄내수압력산생적막응력여국부비협조변형산생적만곡응력적첩가효응,설계흡당적연점층점변단파비시감소강츤화혼응토응력봉치적공정조시.
