水利水电工程论文_水工闸门面板结构空间有限

文章摘要:针对采用现行闸门规范设计高水头大泄量闸门面板不尽合理且偏危险的问题，采用有限元法分别对有解析解的四边简支、四边固支的正方形和矩形板中心挠度进行系统求解，并与基于Kirchhoff-Love薄板理论和基于Mindlin-Reissner中厚板理论的解析解对比。研究表明：有限元分析时单元类型和单元网格数对面板区格的计算结果有较大影响，且当面板区格各边单位长度网格数不少于4份或单元尺寸长度在0.03～0.25 m时，可满足计算精度和效率的统一；采用基于Kirchhoff-Love的薄板理论计算中厚面板区格中心挠度时，得到的结果比真实结果偏小18.67%，采用基于Mindlin-Reissner的中厚板理论对中厚面板区格进行计算时误差仅0.5%；采用中厚板理论和具有横向剪切变形功能的单元类型的有限元法可对中厚板和薄板类型的闸门面板进行合理设计，而不具有横向剪切变形功能单元类型的有限元法仅适用薄板类型的闸门面板。研究可为空间有限元法在闸门分析中的推广应用奠定技术基础，为闸门设计规范的修订完善提供理论基础。

文章关键词:水工闸门,薄面板区格,中厚面板区格,有限元分析原则,理论基础,

项目基金:国家重点研发计划(2017YFC0405103),国家自然科学基金项目(51179164),《中国农村水利水电》 网址: http://www.zgncslsd.cn/qikandaodu/2021/0826/736.html