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2021-04-14

法国阿维尼翁水坝控制阀设计

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。

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。

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


项目说明

模型数据

节点数目: 838
线的数目 592
杆件数目: 92
面的数目: 261
实体数目 2
荷载工况数目 2
荷载组合数目 8
结果组合数目 4
总重量 0,410 t
翘曲区域尺寸 0.730 x 0.922 x 0.650 m
软件版本 5.26.01

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