Diseño de una válvula de control de una presa hidráulica en Avignon, Francia

Estructuras analizadas con Dlubal Software

  • Proyecto de cliente

Proyecto de cliente

El objetivo de este proyecto fue verificar la deformación, las tensiones máximas y la resistencia a la fatiga mecánica de los materiales del eje de giro de una válvula seccional de una presa hidráulica ubicada en la región de Provenza-Alpes-Costa Azul (PACA).

Propietario Groupe Moscatelli, Francia
www.groupe-moscatelli.com
Diseño estructural AGICEA, Francia
www.agicea-bureau-etudes.fr

Datos del modelo del muñón

Modelo

Una válvula seccional se utiliza para regular el flujo de agua entre el nivel alto y bajo de la presa permitiendo que el agua se drene del depósito. Se utiliza un elemento metálico de un solo bloque.

La válvula completa fue diseñada inicialmente por la empresa Moscatelli, que suministró el archivo del muñon en 3D en formato STEP al cliente de Dlubal AGICEA.

Detalles técnicos y determinación de la carga de cortante

Cada muñón se compone de una horquilla (conjunto soldado a máquina) que incluye apoyos de guía mixtos de aleación de bronce y grafito sinterizado. Estos cojinetes permiten girar un eje redondo continuo de 200 mm de diámetro sin lubricación adicional. El conjunto es una aleación de acero inoxidable con fuertes capacidades mecánicas (límites elástico y a la rotura altos).

Para el muñón, se determinó la carga de compresión hidráulica a aplicar en el eje central.

Se aplicó una carga de 126 t correspondiente al esfuerzo cortante hidráulico generado en uno de los dos brazos giratorios en el software de análisis de estructuras RFEM. La carga se convirtió en una fuerza superficial distribuida sobre la mitad de la superficie del eje. El esfuerzo cortante superficial total calculado fue de 13.960 kN/m².

Verificación de las deformaciones

Después de modelar el conjunto mecánico en sólidos (elementos finitos en 3D), AGICEA revisó las deformaciones totales de cada subgrupo incluyendo:
• Cojinetes de bronce y grafito
• El eje central de 200 mm de diámetro
• La horquilla del muñón

Posteriormente, se analizaron las tensiones equivalentes (Von Mises) para evitar los picos de tensión elevados. Estos valores se compararon con los valores límite permitidos del material.

Verificaciones a la fatiga

Las verificaciones frente a la fatiga según EN 1993-1-9 se realizaron posteriormente. AGICEA desarrolló una macro permitiendo verificar automáticamente las tensiones máximas (tensiones equivalentes, de tracción y cortante) en lugares propensos a la fisuración. El muñón completo se verificó para 438.000 ciclos, lo que corresponde a un movimiento por hora durante todo el año durante un período de 50 años.

Ubicación del proyecto

Avignon, Francia

Palabras clave

Válvula Válvula de control Presa hidráulica

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  • Actualizado 14. mayo 2021

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