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轉(zhuǎn)部件，構(gòu)造和受力均較復(fù)雜。隨著國民經(jīng)濟和水運事業(yè)的快速發(fā)展，許多重要運河上的船閘日開啟次數(shù)大大增加，使得因底樞磨損嚴重而導致失效的人字閘門日漸增多，影響了船閘的正常通航。 針對上述現(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人字閘門底樞摩擦副接觸問題進行分析研究，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、破壞機理的基礎(chǔ)上，詳細地分析比較了人字閘門底樞摩擦副設(shè)計中常用的赫茲經(jīng)典理論公式及兩個經(jīng)驗公式的原理和適用性。然后采用ANSYS結(jié)構(gòu)分析軟件，對人字閘門底樞摩擦副的接觸應(yīng)力進行有限元分析，以期得到接觸應(yīng)力的合理計算公式。本文的主要研究成果如下： 1、分析計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、茲理論計算值及兩個經(jīng)驗公式計算值對比，分析了工程設(shè)計中常用計算公式的適用性與合理性。有限元分析計算結(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、運用Origin和1stOpt曲線擬合軟件，對人字閘門底樞摩擦副接觸應(yīng)力的有限元計算結(jié)果進行二維、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算與設(shè)計提供科學