双向止水铸铁闸门三维有限元计算与分析

针对某一水利工程中使用的双向止水铸铁闸门，利用ansys软件建立了三维有限元模型。在正、反向水头差均为10m的工况下，采用传统的薄板强度理论计算方法与三维有限元法进行比较与分析，结果表明两种方法的计算结果存在较大差异，最大应力与变形的结果误差高达30%~50%，其中传统经验公式的计算结果相对保守，导致铸铁闸门的制造成本加大，特别是当反向水头作用下最大应力和变形不在同一位置时，更加凸现。研究发现，根据铸铁闸门材料自身抗压/抗拉强度以及闸门正/反向受力和变形的变化情况，来分析相关规范要求的强度与刚度允许值时，存在不足之处，因此本文对闸门布置型式和门体的截面尺寸提出优化方案，降低其制造成本。