液压闸门增力式举升机构优化及有限元分析

简介

为了研究液压闸门增力式举升机构在闸体升降过程中的安全稳定性及其适用条件,将增力式举升机构与直推式举升机构进行对比,改变约束条件,揭示液压缸缸径、行程、稳定安全系数间的变化规律及关系,确定其安全性及适用条件;创建增力式举升机构三维有限元模型,开展静力学仿真分析计算其在闸门不同启闭角度下的应力、应变、变形情况。结果表明:该举升机构在升降过程中,液压缸受力随着启闭角度先增大而后减小,在起推和立闸时,液压缸受力极小,对于长期需要立闸挡水的闸门,对液压缸损耗较小,可以有效延长闸门的使用寿命;且随着拦蓄高度的增加,液压缸稳定安全系数越大,更适用于4~8 m以上的较高拦蓄高度;该结构在升降过程中应力水平均不超过材料的抗拉强度,关键结构局部应力集中处应力水平数值较大,可高达358.2 MPa,小幅度超过了材料屈服强度;闸门整体及门叶应变最大值为2.66×10^(-3)mm/mm;变形量最大值为26.511 mm。文中提出需要改进的部件及改进措施,为液压闸门增力式举升机构在较高拦蓄高度下的设计、改进和应用提供理论依据。