法国阿维尼翁水坝控制阀设计

Dlubal 结构设计与分析软件

  • 客户项目

客户项目

该项目是对水坝控制阀转轴材料进行变形、最大应力和疲劳验算。该水坝位于法国普罗旺斯-阿尔卑斯-蓝色海岸大区。

投资者 Moscatelli Group, France
www.groupe-moscatelli.com
结构设计 AGICEA, France
www.agicea-bureau-etudes.fr

耳轴模型数据

模型

控制阀通过从水库中排水起到调节大坝高低水位之间水流的作用。


这里使用的是大型一体式的钢构件。

整个阀门首先由 Moscatelli 公司进行 3D 设计,该公司将耳轴的 STEP 格式文件提供给了 Dlubal 的客户 AGICEA。

技术参数以及剪切荷载的确定

每个耳轴都由一个叉形接头(机焊部件)组成,其中包含了由青铜石墨合金烧结制成的导向轴承。 这些轴承使直径为 200 mm 的圆形轴在没有额外润滑的情况下也能够连续转动。 该部件由具有高性能(高弹性和高断裂极限)的不锈钢合金组成。

对于耳轴,施加到其中心轴的液体压力必须被确定。

在有限元结构分析软件 RFEM 中对此中心轴施加一个大小为 126 吨的荷载,该荷载相当于两个旋转臂其中的一个所产生的水力剪切力。 该荷载被转换为分布在转轴一半面积上的面荷载。 计算得出的总表面剪力为 13960 kN/m²。

变形验算

在将机械部件作为实体( 三维有限元)建模后,AGICEA 核查了每个子部件的总变形,包括:
• 由青铜和石墨制成的轴承
• 直径为 200 毫米的中心轴
• 叉形接头

然后对等效应力(Von Mises)进行了分析以避免出现高应力峰值。 再将这些数值与材料的许用应力值进行比较。

疲劳验算

进一步按照欧洲规范 EN 1993-1-9 进行疲劳验算。 AGICEA 开发了一个宏程序来检验易开裂位置的最大应力(等效应力、拉应力和剪切应力)。 整个耳轴按照转动 438,000 次来设计,这相当于在 50 年的时间里每小时转动一次。

项目位置

Avignon, France

关键词

阀门 控制阀 水力大坝

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  • 更新 2021年06月7日

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