泥沙淤積對(duì)閘門(mén)啟門(mén)力的影響及行走支承和水封摩阻的研究.pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)外一些水工閘門(mén)在開(kāi)啟過(guò)程中出現(xiàn)的啟閉機(jī)超載、卡死,甚至閘門(mén)破壞等事故,閘門(mén)的運(yùn)行安全越來(lái)越被重視,而在設(shè)計(jì)階段對(duì)閘門(mén)啟閉力的合理估算是關(guān)系到閘門(mén)能否正常運(yùn)行的重要因素。目前我國(guó)現(xiàn)行的《水利水電工程鋼閘門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL74-95)中,給出了平面閘門(mén)和弧形閘門(mén)在清水中啟門(mén)力的計(jì)算公式。但在實(shí)際工程中,依據(jù)規(guī)范中的公式計(jì)算結(jié)果,而選取的啟閉機(jī)容量出現(xiàn)了很多問(wèn)題。本文將對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行深入研究,具體內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)國(guó)內(nèi)幾

2、座水庫(kù)淤沙統(tǒng)計(jì)資料的分析結(jié)果,提出了將門(mén)前淤積的泥沙考慮為由粗細(xì)顆粒組成的賓漢體泥沙模型。在此泥沙模型中,粗顆粒之間的碰觸和相對(duì)滑動(dòng)提供了摩擦剪切應(yīng)力,而細(xì)顆粒之間的絮凝作用在閘門(mén)開(kāi)啟的瞬間提供了極限剪切應(yīng)力。這兩種力共同構(gòu)成了泥沙臨界屈服應(yīng)力。并應(yīng)用數(shù)學(xué)模型對(duì)泥沙臨界屈服應(yīng)力的計(jì)算方法進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí)考慮到泥沙對(duì)閘門(mén)面板的作用方式,提出了兩種減輕泥沙淤積影響的水工閘門(mén)結(jié)構(gòu),即:雙導(dǎo)軌傾斜平面閘門(mén)結(jié)構(gòu)和偏心無(wú)鉸弧形閘門(mén)結(jié)構(gòu)。
　　

3、(2)結(jié)合Kelvin振子模型、等效阻尼、瞬現(xiàn)溫度以及摩擦接觸面彈塑性判據(jù),提出了滑動(dòng)摩擦系數(shù)計(jì)算方法。應(yīng)用已有的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)此摩擦系數(shù)計(jì)算方法進(jìn)行了驗(yàn)證。然后,將滾輪在軌道上的滾動(dòng)簡(jiǎn)化成圓柱體與無(wú)限半平面的接觸問(wèn)題,提出了滾輪摩阻力臂計(jì)算方法。并應(yīng)用數(shù)學(xué)模型對(duì)滾輪摩阻力臂計(jì)算方法進(jìn)行了驗(yàn)證。最后,通過(guò)改變自潤(rùn)滑軸承中潤(rùn)滑劑的作用方式,提出了兩種能夠提供“主動(dòng)潤(rùn)滑”的自潤(rùn)滑軸承結(jié)構(gòu)。
　　(3)基于對(duì)行走支承中的滾動(dòng)軸承的能量消耗形

4、式的認(rèn)識(shí),提出了滾動(dòng)軸承的摩阻力臂計(jì)算方法。并應(yīng)用已有的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)摩阻力臂計(jì)算方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(4)將止水橡膠摩擦產(chǎn)生的原因歸結(jié)為滯后變形、黏著效應(yīng)以及犁溝效應(yīng)三種因素作用,提出了滑動(dòng)摩擦系數(shù)計(jì)算方法。
　　(5)根據(jù)水流的伯努利方程和動(dòng)量方程,分別提出了閘門(mén)啟閉過(guò)程中的下吸力和上托力的計(jì)算方法。并應(yīng)用數(shù)學(xué)模型對(duì)該計(jì)算方法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(6)考慮了門(mén)前泥沙的干容重、泥沙的孔隙率、淤積的泥沙性質(zhì)(如:較細(xì)的黏土