基于可靠度的在役水工钢闸门锈蚀后工作性态评估研究

发布时间：2021-04-29 16:01

　　水工钢闸门作为水工建筑物中重要的控制设施,可以起到调节流量、控制水位等作用,为水利工程创造了巨大的经济效益。建国以来,随着水利水电事业的高速发展,水工钢闸门的应用越来越广泛,因此闸门的安全问题也越来越受到人们的关注。锈蚀作为在役水工钢闸门最常见破坏现象,削弱构件,降低结构强度和刚度,情况严重的甚至会威胁闸门的安全运行,所以及时对锈蚀的在役水工钢闸门进行工作性态的安全评估就显得尤为重要和急迫。本文基于可靠度评估理论,结合江西省七一水库溢洪道弧形钢闸门工程实例,通过钢闸门的锈蚀现场检测及有限元模拟,对其进行了锈蚀后的工作性态安全评估研究,其主要的研究内容如下:总结现有的资料文献,整理分析前人的研究成果,在综合考虑各方因素的基础上,系统地分析了水工钢闸门锈蚀的本质、机理及影响锈蚀因素,详细阐述了在役水工钢闸门锈蚀状况检查和锈蚀检测的常用方法。并根据七一水库钢闸门的实际情况,选择适合的锈蚀检测方法,获取了弧形钢闸门锈蚀量的数据,并对钢闸门的实际锈蚀情况进行了初步分析。运用Ansys有限元软件,建立了七一水库弧形钢闸门锈蚀前后的有限元模型,并分析了锈蚀前后弧形钢闸门静、动力性能的变化。为了研究不... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 钢闸门腐蚀机理及性能退化研究
        1.3.2 锈蚀检测和锈蚀影响数值模拟
        1.3.3 钢闸门的荷载作用及统计特性研究
        1.3.4 钢闸门的可靠度分析研究
        1.3.5 钢闸门结构的维护与加固研究
    1.4 本文的主要工作
第二章 结构可靠度与随机变量的统计分析
    2.1 结构可靠度基本理论
        2.1.1 结构可靠度概述
        2.1.2 功能函数与极限状态
        2.1.3 结构失效概率与可靠指标
    2.2 可靠度的计算方法
        2.2.1 一次二阶矩法
        2.2.2 JC法
        2.2.3 蒙特卡罗法
    2.3 随机变量统计分析
        2.3.1 统计分析计算方法
        2.3.2 分布类型检验
        2.3.3 结构抗力统计分析
        2.3.4 金属锈蚀程度的统计分析
    2.4 本章小结
第三章 钢闸门锈蚀机理及锈蚀检测方法
    3.1 金属腐蚀概述
    3.2 水工钢闸门的腐蚀机理和影响因素
        3.2.1 钢闸门腐蚀机理
        3.2.2 影响钢闸门腐蚀的主要因素
    3.3 锈蚀状况检测
        3.3.1 锈蚀程度等级
        3.3.2 钢闸门锈蚀状况检查
        3.3.3 锈蚀检测
    3.4 本章小结
第四章 锈蚀对钢闸门静力性能的影响分析
    4.1 钢闸门锈蚀现场检测
        4.1.1 工程概况
        4.1.2 弧形钢闸门锈蚀状况检查
        4.1.3 弧形钢闸门锈蚀检测
    4.2 弧形钢闸门有限元模型
        4.2.1 有限元法简介
        4.2.2 弧形钢闸门模型建立
        4.2.3 工况、荷载及约束条件
        4.2.4 弧形钢闸门锈蚀模拟
    4.3 考虑不同锈蚀程度的弧形钢闸门静力性能分析
        4.3.1 刚度、强度评判标准
        4.3.2 弧形钢闸门锈蚀前的静力性能分析
        4.3.3 弧形钢闸门锈蚀后的静力性能分析
        4.3.4 锈蚀深度对弧形钢闸门静力性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 锈蚀对钢闸门动力性能的影响分析
    5.1 结构动力性能基本理论
    5.2 弧形闸门锈蚀前的动力性能分析
        5.2.1 弧形钢闸门动力分析模型
        5.2.2 弧形钢闸门锈蚀前的动力性能计算结果
        5.2.3 弧形钢闸门锈蚀前的动力性能结果分析
    5.3 弧形钢闸门锈蚀后的动力性能分析
        5.3.1 弧形钢闸门锈蚀后的动力性能计算结果
        5.3.2 弧形钢闸门锈蚀后的动力性能结果分析
    5.4 锈蚀深度对弧形钢闸门动力性能的影响
    5.5 本章小结
第六章 在役水工钢闸门锈蚀后的可靠度评估
    6.1 随机变量统计分析
    6.2 分析模式的选取
    6.3 钢闸门强度可靠度分析
        6.3.1 主梁可靠度分析
        6.3.2 面板可靠度分析
        6.3.3 支臂可靠度分析
    6.4 钢闸门支臂稳定可靠度分析
        6.4.1 支臂稳定应力计算
        6.4.2 支臂稳定可靠度计算
    6.6 本章小结
第七章总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[2]WC13-1平台至FPSO海底管道膨胀弯焊缝腐蚀实验研究[D]. 陈卓婷.西南石油大学 2018
[3]弧形钢闸门空间主框架体系可靠度研究[D]. 刘柳.西北农林科技大学 2018
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[5]双悬臂钢叠梁闸门静动力学有限元分析[D]. 赵营.河北工程大学 2017
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[7]弧形钢闸门的优化设计与可靠度分析[D]. 李永科.大连理工大学 2015
[8]弧形钢闸门构件可靠性研究与结构优化设计[D]. 刘征辉.长春工程学院 2015
[9]弧形钢闸门三维非线性有限元分析[D]. 刘悦鑫.河北农业大学 2014
[10]弧形闸门动力特性及流激振动数值模拟[D]. 李明.长沙理工大学 2013



本文编号：3167762