東莞南方水泵針對(duì)已經(jīng)安全運(yùn)行多年的某電站水泵水輪機(jī)底環(huán)結(jié)構(gòu)在不同邊界條件下進(jìn)行剛強(qiáng)度對(duì)比分析，與底環(huán)實(shí)際運(yùn)行工況對(duì)比，Z終提出與實(shí)際情況相符合的底環(huán)有限元計(jì)算邊界條件。

大多數(shù)水輪機(jī)底環(huán)設(shè)計(jì)傾向于采用埋入式結(jié)構(gòu)型式。通常情況下，采用埋入式的常規(guī)水輪機(jī)底環(huán)剛強(qiáng)度不是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，而廣東南方水泵水輪機(jī)水頭高，工況轉(zhuǎn)換復(fù)雜，強(qiáng)度問題往往是底環(huán)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

以往的設(shè)計(jì)過程中多采用底環(huán)單獨(dú)計(jì)算的有限元分析方法，或不考慮混凝土澆筑過程中與底環(huán)結(jié)構(gòu)之間形成的間隙的影響。然而，大約40%~50%的水壓力載荷被混凝土所吸收，不考慮混凝土作用顯然會(huì)大大增加底環(huán)的設(shè)計(jì)成本，采用合理的邊界條件已成為底環(huán)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。東莞南方水泵針對(duì)已經(jīng)安全運(yùn)行多年的某電站水泵水輪機(jī)底環(huán)結(jié)構(gòu)在不同邊界條件下進(jìn)行剛強(qiáng)度對(duì)比分析，與底環(huán)實(shí)際運(yùn)行工況對(duì)比，zui終提出與實(shí)際情況相符合的底環(huán)有限元計(jì)算邊界條件。

邊界條件1:在底環(huán)剖切出的兩個(gè)對(duì)稱面上加couple 對(duì)偶約束，約束尾板螺栓把合分布圓所有節(jié)點(diǎn)z向自由度，內(nèi)環(huán)板與混凝土接觸面中線所有節(jié)點(diǎn)z向自由度。為防止產(chǎn)生剛體位移，選取尾板螺栓把合分布圓任意一節(jié)點(diǎn)，約束其沒向自由度。有限元模型如圖2(a)所示。多數(shù)常規(guī)機(jī)組下拆式底環(huán)往往采用這種邊界條件。南方水泵邊界條件2:在底環(huán)剖切出的兩個(gè)對(duì)稱面上加couple對(duì)偶約束，約束尾板螺栓把合分布圓所有節(jié)點(diǎn)z向自由度，內(nèi)環(huán)板與混凝土接觸面所有節(jié)點(diǎn)z向自由度。選取尾板螺栓把合分布圓任意一節(jié)點(diǎn)，約束其沒向自由度。有限元模型如圖2 (b)所示。

認(rèn)為底環(huán)在受到水壓力的情況下，底環(huán)內(nèi)環(huán)板始終與混凝土接觸，沒有間隙，即內(nèi)環(huán)板底面受到z向約束。

邊界條件3:在條件1基礎(chǔ)上增加導(dǎo)葉孔與混凝土接觸底面所有節(jié)點(diǎn)z向約束。有限元模型如圖2(c)所示。

邊界條件4:在條件2基礎(chǔ)上增加導(dǎo)葉孔與混凝土接觸底面所有節(jié)點(diǎn)z向約束。有限元模型如圖2(d)所示。

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