基于锈蚀规律的平面钢闸门可靠度研究

发布时间：2017-04-24 12:10

  本文关键词：基于锈蚀规律的平面钢闸门可靠度研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：锈蚀作为水工钢闸门结构中一种常见现象，已成为钢闸门结构破坏的主要因素。本文以锈蚀为主要因素，研究其对水工钢闸门可靠度的影响。 通过观察、分析钢材锈蚀现象，提出了钢材某一点产生锈蚀后，后续在该点产生锈蚀的概率将比其他点大的假设，在高斯坐标系下对钢材锈蚀过程进行离散化处理并建立了锈蚀随机模型及其功能函数；利用Matlab工具进行锈蚀的模拟研究，通过二维图像处理技术和三维激光扫描技术还原湾湾川水电站钢闸门面板锈蚀原貌，最后将提取的数据与锈蚀模型得出的数据进行了对比分析，得出了锈蚀规律。 利用得到的锈蚀规律，结合Monte-Carlo随机有限元法计算H型钢在不同锈蚀规律下的时变可靠度变化规律，得出了不论钢材是服从线性锈蚀规律，还是服从非线性锈蚀规律，H型钢的可靠度指标总是与锈蚀规律的形式相同，只是其具体参数不同的结论，为现役刚闸门主梁可靠度的计算提供了一种新方法。 以钢闸门5根主梁腹板厚度为变量，进行正交试验设计。利用闸门有限元模型计算每个处理模型中5根主梁的最大变形和最大等效应力，应用相关分析法计算主梁应力之间的相关系数及主梁位移之间的相关系数，并以主梁腹板的厚度作为控制变量计算主梁应力之间的偏相关系数及主梁位移之间的偏相关系数。分析相关系数与钢闸门腹板厚度之间的关系，，定性的完成了钢闸门主梁体系相关关系的初步探索，为钢闸门整体可靠度分析奠定基础。
【关键词】：锈蚀 Monte-Carlo 钢闸门 可靠度 主梁体系
【学位授予单位】：长春工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV663
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 主要符号表8-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究意义9-10
• 1.2 研究现状及发展动态10-13
• 1.2.1 既有钢闸门材料腐蚀机理和性能退化规律研究10
• 1.2.2 既有钢闸门的荷载作用及统计特性研究10-11
• 1.2.3 既有钢闸门结构退化规律和剩余寿命预测研究11-12
• 1.2.4 闸门构件与结构的维护和加固策略研究12-13
• 1.3 云峰水电站简介13-14
• 1.4 本文所做主要工作14-15
• 第2章 钢闸门可靠度分析基础15-22
• 2.1 水利工程中的结构可靠度15-17
• 2.1.1 结构可靠度15
• 2.1.2 功能函数和极限状态15-16
• 2.1.3 失效概率16
• 2.1.4 可靠指标16-17
• 2.2 可靠度的计算方法17-20
• 2.2.1 可靠度计算常用方法17-18
• 2.2.2 Monte-Carlo 有限元法18-20
• 2.3 既有水工钢闸门可靠度研究20-21
• 2.3.1 既有闸门荷载分析20-21
• 2.3.2 既有闸门抗力分析21
• 2.4 小结21-22
• 第3章 水工钢闸门钢材锈蚀研究22-31
• 3.1 钢材锈蚀机理研究及模型建立22-26
• 3.1.1 钢材锈蚀机理22
• 3.1.2 锈蚀模型及功能函数22-23
• 3.1.3 模型原理23-26
• 3.2 锈蚀模型的 Matlab 实现26-27
• 3.3 模型验证27-30
• 3.3.1 二维图像处理技术27-28
• 3.3.2 三维激光测量技术28-29
• 3.3.3 锈蚀量分布规律29
• 3.3.4 钢材锈蚀规律29-30
• 3.4 小结30-31
• 第4章 基于锈蚀的钢闸门构件可靠度研究31-36
• 4.1 计算原理31
• 4.2 模型分析31
• 4.3 极限状态方程31-32
• 4.4 结果分析32-35
• 4.5 小结35-36
• 第5章 基于锈蚀的闸门主梁体系可靠度初步探索36-49
• 5.1 云峰水电站溢流坝钢闸门改造项目简介36-39
• 5.1.1 工程概况36
• 5.1.2 存在问题36
• 5.1.3 解决方案36-39
• 5.2 主梁体系可靠度初步探索39-48
• 5.2.1 闸门有限元模型39-42
• 5.2.2 正交试验原理42
• 5.2.3 钢闸门主梁体系正交试验设计42-44
• 5.2.4 正交试验结果分析44-47
• 5.2.5 结论47-48
• 5.3 小结48-49
• 第6章 结论与展望49-51
• 6.1 结论49-50
• 6.2 展望50-51
• 参考文献51-54
• 在学期间发表的学术论文及其他成果54-55
• 在学期间参加专业实践及工程项目研究工作55-56
• 致谢56

【参考文献】

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本文编号：324177