船閘人字閘門底樞摩擦副接觸應(yīng)力分析.pdf

1、船閘是重要的水運(yùn)通航建筑物，人字閘門是船閘工程中最常采用的閘門形式之一，底樞則是人字閘門中重要的支承運(yùn)轉(zhuǎn)部件，構(gòu)造和受力均較復(fù)雜。隨著國民經(jīng)濟(jì)和水運(yùn)事業(yè)的快速發(fā)展，許多重要運(yùn)河上的船閘日開啟次數(shù)大大增加，使得因底樞磨損嚴(yán)重而導(dǎo)致失效的人字閘門日漸增多，影響了船閘的正常通航。 針對(duì)上述現(xiàn)象，結(jié)合江蘇省交通廳航道局委托課題，本文采用有限元分析方法對(duì)人字閘門底樞摩擦副接觸問題進(jìn)行分析研究，主要研究人字閘門底樞摩擦副的接觸應(yīng)力。在介紹人

2、字閘門底樞的構(gòu)造特性、工作原理、破壞形式、破壞機(jī)理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)地分析比較了人字閘門底樞摩擦副設(shè)計(jì)中常用的赫茲經(jīng)典理論公式及兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式的原理和適用性。然后采用ANSYS結(jié)構(gòu)分析軟件，對(duì)人字閘門底樞摩擦副的接觸應(yīng)力進(jìn)行有限元分析，以期得到接觸應(yīng)力的合理計(jì)算公式。本文的主要研究成果如下： 1、分析計(jì)算了人字閘門底樞在不同荷載、不同軸頭半徑、不同合力角情況下，共190種工況時(shí)蘑菇軸頭的接觸應(yīng)力。 2、將上述有限元分析結(jié)果與赫

3、茲理論計(jì)算值及兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值對(duì)比，分析了工程設(shè)計(jì)中常用計(jì)算公式的適用性與合理性。有限元分析計(jì)算結(jié)果與經(jīng)典的赫茲接觸理論較接近，說明其值能夠較好的反應(yīng)底樞摩擦副的接觸狀態(tài)。 3、運(yùn)用Origin和1stOpt曲線擬合軟件，對(duì)人字閘門底樞摩擦副接觸應(yīng)力的有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行二維、三維、四維的曲線擬合及數(shù)值回歸，得到了與底樞蘑菇軸頭半徑、荷載、合力角相關(guān)的底樞摩擦副接觸應(yīng)力的擬合公式，從而為人字閘門底樞摩擦副的合理計(jì)算與設(shè)計(jì)提供科學(xué)