Diseño de una válvula de control de una presa hidráulica en Avignon, Francia
Proyecto de cliente
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Imagen - Presa hidráulica | Válvula de control | © AGICEA | www.agicea-bureau-etudes.fr
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Imagen - Renderizado en 3D del sector de la válvula (© AGICEA)
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Imagen - Modelo 3D de muñón con elementos sólidos en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Representación 3D de la válvula de control (© AGICEA)
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Imagen - Muñón con carga cortante en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Válvula de control | Deformación global del diario en RFEM | © AGICEA
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Imagen - Visualización de la deformación general del muñón en RFEM | Animación
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Imagen - Renderizado en 3D del sector de la válvula (© AGICEA)
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Imagen - Presa hidráulica | Válvula de control | © AGICEA | www.agicea-bureau-etudes.fr
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Imagen - Modelo 3D de muñón con elementos sólidos en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Representación 3D de la válvula de control (© AGICEA)
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Imagen - Muñón con carga cortante en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Válvula de control | Deformación global del diario en RFEM | © AGICEA
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Imagen - Visualización de la deformación general del muñón en RFEM | Animación
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Imagen - Modelo 3D de muñón con elementos sólidos en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Presa hidráulica | Válvula de control | © AGICEA | www.agicea-bureau-etudes.fr
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Imagen - Renderizado en 3D del sector de la válvula (© AGICEA)
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Imagen - Representación 3D de la válvula de control (© AGICEA)
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Imagen - Muñón con carga cortante en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Válvula de control | Deformación global del diario en RFEM | © AGICEA
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Imagen - Visualización de la deformación general del muñón en RFEM | Animación
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Imagen - Representación 3D de la válvula de control (© AGICEA)
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Imagen - Presa hidráulica | Válvula de control | © AGICEA | www.agicea-bureau-etudes.fr
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Imagen - Renderizado en 3D del sector de la válvula (© AGICEA)
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Imagen - Modelo 3D de muñón con elementos sólidos en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Muñón con carga cortante en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Válvula de control | Deformación global del diario en RFEM | © AGICEA
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Imagen - Visualización de la deformación general del muñón en RFEM | Animación
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Imagen - Muñón con carga cortante en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Presa hidráulica | Válvula de control | © AGICEA | www.agicea-bureau-etudes.fr
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Imagen - Renderizado en 3D del sector de la válvula (© AGICEA)
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Imagen - Modelo 3D de muñón con elementos sólidos en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Representación 3D de la válvula de control (© AGICEA)
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Imagen - Válvula de control | Deformación global del diario en RFEM | © AGICEA
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Imagen - Visualización de la deformación general del muñón en RFEM | Animación
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Imagen - Válvula de control | Deformación global del diario en RFEM | © AGICEA
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Imagen - Presa hidráulica | Válvula de control | © AGICEA | www.agicea-bureau-etudes.fr
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Imagen - Visualización de la deformación general del muñón en RFEM | Animación
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Imagen - Renderizado en 3D del sector de la válvula (© AGICEA)
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Imagen - Modelo 3D de muñón con elementos sólidos en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Representación 3D de la válvula de control (© AGICEA)
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Imagen - Muñón con carga cortante en RFEM (© AGICEA)
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Imagen - Curvas de resistencia a la fatiga para un período de 50 años (© AGICEA)
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, FranciaPalabras clave
Válvula Válvula de control Presa hidráulica
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- Actualizado 14. mayo 2021
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Opciones de visualización para valores de resultados en superficies
Puede realizar varias configuraciones para lograr una visualización clara de los valores de los resultados. Por ejemplo, es posible que algunos usuarios no deseen el fondo blanco en las burbujas de texto. Puede ajustar el fondo en "Propiedades de visualización" utilizando la opción Transparente y Color de fondo.
SHAPE-THIN determina las secciones eficaces según EN 1993-1-3 y EN 1993-1-5 para secciones de perfiles conformados en frío. De manera opcional, puede comprobar las condiciones geométricas para ver si es aplicable la norma especificada en EN 1993-1-3, apartado 5.2.
Los efectos del pandeo local de la placa se consideran según con el método de anchuras reducidas y el posible pandeo de los rigidizadores (inestabilidad) se considera para secciones rigidizadas según EN 1993-1-3, sección 5.5.
Como opción, puede realizar un cálculo iterativo para optimizar la sección eficaz.
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