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金属蜗壳不同断面型式充水保压状态下的受力特性分析
  • ISSN号:0559-9350
  • 期刊名称:水利学报
  • 时间:2012.9
  • 页码:1114-1120
  • 分类:TV731[水利工程—水利水电工程]
  • 作者机构:[1]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072, [2]中国水电顾问集团西北勘测设计研究院,陕西西安710065
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51179141)
  • 相关项目:水力发电机组蜗壳不同埋入方式时的接触力学行为和传力机制研究
中文摘要:

水轮机金属蜗壳设计中不同断面结构型式的选择,会在一定程度上影响结构的受力特性和厂房布置尺寸。为分析金属蜗壳不同断面型式结构受力特性,对非圆形的三心圆蜗壳断面与圆形蜗壳断面结构在充水保压阶段进行了有限元数值计算。研究结果表明:相比于圆形断面蜗壳结构,三心圆蜗壳在充水保压时蜗壳直管段会发生较大的水平偏转位移,座环整体在水平向的变位也相对更大,对钢蜗壳整体的变形控制要求更高;而钢蜗壳断面内环向应力数值略有减小,但整体应力水平变化不大。因此,从水压试验和保压阶段蜗壳与座环结构的变形控制角度来看,在高水头充水保压蜗壳结构中采用非圆形断面蜗壳结构是不合适的。建议今后在金属蜗壳结构设计和埋设方式选择时,应该充分重视不同蜗壳断面结构型式对结构受力特性的影响,确保水电工程的顺利建设和安全运行。

英文摘要:

The layout size of hydropower house and the mechanical characteristics of the structure will be partly influenced when different cross section styles of steel spiral case were chosen. In order to analyze mechanical characteristics of steel spiral case with different cross section styles, spiral cases with a three-centred cross section and a round cross section were calculated by FEM at the stage of keeping constant internal pressure. Compared to the spiral case with round-section, larger horizontal displacement appeared at the straight pipe of the spiral case at the stage of keeping constant internal pressure when the three-centred cross section was selected and also the horizontal displacement of the stay ring would be larger. The deformation controlling of the whole steel spiral case will be more difficult. Yet, the circumferential stress in the section of spiral case decreased slightly and the change of the stress of the whole structure is just a little. In the view of the deformation controlling of the spiral case and the stay ring at the stage of hydrostatic test and preloading, the steel spiral case with noncircular cross section is not suitable for the spiral case structure keeping constant internal pressure with high water head. When designing the steel spiral case and choosing the embedded manners, the mechanical characteristics of the spiral case with different cross section styles should be focused on to ensure that the hydroelectric project could be constructed smoothly and operated safely.

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期刊信息
  • 《水利学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水利学会 中国大坝工程学会
  • 主编:程晓陶
  • 地址:北京市复兴路甲1号中国水科院A座1117室
  • 邮编:100038
  • 邮箱:slxb@iwhr.com
  • 电话:010-68786221
  • 国际标准刊号:ISSN:0559-9350
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1882/TV
  • 邮发代号:2-183
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:43715