水電站進(jìn)水塔動(dòng)水壓力研究和探討
本文選題:進(jìn)水塔 + 耦合振動(dòng); 參考:《水利水電技術(shù)》2017年04期
【摘要】:基于理想流體,將進(jìn)水塔簡(jiǎn)化成水中懸臂梁體系,推導(dǎo)了其受迫振動(dòng)時(shí)的動(dòng)力響應(yīng)方程,給出了進(jìn)水塔內(nèi)外表面動(dòng)水壓力的解析表達(dá)式。與有限元法、水工抗震規(guī)范公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,分析驗(yàn)證了該方法在進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)上的適用性及準(zhǔn)確性。結(jié)果表明:動(dòng)水壓力表達(dá)式與結(jié)構(gòu)振型密切相關(guān)。該方法的動(dòng)水壓力曲線趨勢(shì)與有限元方法相似,均在水面以下某深度處迅速變大及達(dá)到最大值后曲線值減小彎回,兩者最終在塔體底部收于相近的值;最大值大于有限元法,其最大值處曲線折回明顯,幅度較大。彈性模量和進(jìn)水塔高度對(duì)動(dòng)水壓力的曲線形態(tài)和數(shù)值有重要影響。同時(shí),輸入激勵(lì)荷載的頻率對(duì)動(dòng)水壓力影響巨大,尤其頻率與進(jìn)水塔某階頻率相近時(shí)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)水壓力的異常增大。該方法對(duì)分析進(jìn)水塔動(dòng)水壓力具有參考價(jià)值。
[Abstract]:Based on the ideal fluid, the intake tower is simplified into a cantilever beam system in water, the dynamic response equation of the tower under forced vibration is derived, and the analytical expression of the dynamic water pressure on the inner and outer surface of the inlet tower is given. Compared with the finite element method, the calculation results of the formula of hydraulic seismic code are compared, and the applicability and accuracy of the method in the structure of intake tower are analyzed and verified. The results show that the expression of hydrodynamic pressure is closely related to the mode shape of the structure. The trend of the hydrodynamic pressure curve of this method is similar to that of the finite element method. The curve value decreases and bends at a certain depth below the water surface, and the maximum value is larger than that of the finite element method at the bottom of the tower. The curve at the maximum value is obvious and the amplitude is larger. The modulus of elasticity and the height of the intake tower have important influence on the shape and value of the hydrodynamic pressure curve. At the same time, the frequency of the input excitation load has a great influence on the dynamic water pressure, especially when the frequency is close to a certain order frequency of the intake tower, it will cause the abnormal increase of the dynamic water pressure. This method has reference value for analyzing the dynamic pressure of intake tower.
【作者單位】: 西安理工大學(xué);中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司;中國(guó)中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金“地震作用下高聳進(jìn)水塔的動(dòng)力響應(yīng)及穩(wěn)定性研究”(51179154)
【分類(lèi)號(hào)】:TV732.1
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,本文編號(hào):1985866
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