東莞南方水泵針對已經安全運行多年的某電站水泵水輪機底環(huán)結構在不同邊界條件下進行剛強度對比分析，與底環(huán)實際運行工況對比，Z終提出與實際情況相符合的底環(huán)有限元計算邊界條件。

大多數水輪機底環(huán)設計傾向于采用埋入式結構型式。通常情況下，采用埋入式的常規(guī)水輪機底環(huán)剛強度不是設計的重點，而廣東南方水泵水輪機水頭高，工況轉換復雜，強度問題往往是底環(huán)設計的難點。

以往的設計過程中多采用底環(huán)單獨計算的有限元分析方法，或不考慮混凝土澆筑過程中與底環(huán)結構之間形成的間隙的影響。然而，大約40%~50%的水壓力載荷被混凝土所吸收，不考慮混凝土作用顯然會大大增加底環(huán)的設計成本，采用合理的邊界條件已成為底環(huán)設計的關鍵技術。東莞南方水泵針對已經安全運行多年的某電站水泵水輪機底環(huán)結構在不同邊界條件下進行剛強度對比分析，與底環(huán)實際運行工況對比，zui終提出與實際情況相符合的底環(huán)有限元計算邊界條件。

邊界條件1:在底環(huán)剖切出的兩個對稱面上加couple 對偶約束，約束尾板螺栓把合分布圓所有節(jié)點z向自由度，內環(huán)板與混凝土接觸面中線所有節(jié)點z向自由度。為防止產生剛體位移，選取尾板螺栓把合分布圓任意一節(jié)點，約束其沒向自由度。有限元模型如圖2(a)所示。多數常規(guī)機組下拆式底環(huán)往往采用這種邊界條件。南方水泵邊界條件2:在底環(huán)剖切出的兩個對稱面上加couple對偶約束，約束尾板螺栓把合分布圓所有節(jié)點z向自由度，內環(huán)板與混凝土接觸面所有節(jié)點z向自由度。選取尾板螺栓把合分布圓任意一節(jié)點，約束其沒向自由度。有限元模型如圖2 (b)所示。

認為底環(huán)在受到水壓力的情況下，底環(huán)內環(huán)板始終與混凝土接觸，沒有間隙，即內環(huán)板底面受到z向約束。

邊界條件3:在條件1基礎上增加導葉孔與混凝土接觸底面所有節(jié)點z向約束。有限元模型如圖2(c)所示。

邊界條件4:在條件2基礎上增加導葉孔與混凝土接觸底面所有節(jié)點z向約束。有限元模型如圖2(d)所示。

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