CN113158378B - 一种月牙肋钢岔管体型拟定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种月牙肋钢岔管体型拟定方法，包括第一步：确定钢岔管结构与周围围岩荷载分担系数取值；第二步：确定钢岔管引水主管、支管内径；第三步：确定钢岔管采用型式、分岔角、钢岔管初步采用钢管壁厚；第四步：在CATIA软件中建立钢岔管初步体型；第五步：将CATIA结构模型导入有限元时计算模型，计算钢岔管及月牙肋Mises应力；第六步：在CATIA内调整调整钢岔管结构体型及壁厚，再次导入有限元软件计算；第七步：通过第五、六步计算，最终确定钢岔管结构体型；第八步：对确定的结构体型进行输出，对最终体型进行切割分块展开。本发明实现体型参数化驱动，降低了反复调整体型的可能性，提升了钢岔管的设计精度及效率。

Description

一种月牙肋钢岔管体型拟定方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程应用技术领域，具体涉及一种月牙肋钢岔管体型拟定方法。

背景技术

在水利水电工程引水建筑物中，钢岔管是极为常见的一种建筑物，其中月牙肋钢岔管是被广泛应用一种岔管型式，月牙肋岔管具有结构受力合理、安全稳定、水流平顺等优点，广泛运用到水电站输水系统中，月牙肋钢岔管的体型拟定具有重要的意义。但月牙肋岔管结构体形复杂，常规月牙肋岔管设计中，基本采用数解法进行体形设计、采用结构计算法确定管壁厚度、采用图解法进行管节展开计算。采用数解法设计体型不直观，在完成整体数解计算后，结构计算，图解展开后才能看到初步体型，如果进行调整，则要全部重新进行，工作量极大；同时采用结构计算法确定壁厚，采用的计算方法为二位薄壁钢管计算公式，计算不准确，无法准确计算岔管实际三维状态下真实受力状态，同时无法计算月牙肋受力状况，存在一定的缺陷。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供了一种月牙肋钢岔管体型拟定方法，该方法基于工程实际情况需要构建钢岔管三维模型，通过软件数据驱动调整岔管体型结构，使岔管体型实现可视设计，保证体型结构满足构造规定要求，确定初步体型之后，导入有限元计算软件，进行结构体型计算，解决确定体型时无法可视、设计反复调试的问题，采用有限元计算，提升钢岔管计算精度，明确岔管实际工作状态三维受力情况，提升钢岔管的设计效率及设计精度。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种月牙肋钢岔管体型拟定方法，包括以下步骤：

第一步：根据地质资料及地质工程师的建议，确定钢岔管结构与周围围岩荷载分担系数取值；

第二步：根据规划提供引水建筑物引用流量，确定钢岔管引水主管、支管内径；

第三步：根据规划、水工专业布置，确定钢岔管采用型式，同时初步确定分岔角，以及钢岔管初步采用钢管壁厚；

第四步：在CATIA软件中以岔管中壁建立钢岔管初步体型，实现参数化驱动，调整钢岔管体型，保证设计体型满足钢岔管体型构造规定；

第五步：导出CATIA结构模型，导入有限元时计算模型，根据钢岔管受力工况情况，计算在不同受力工况下的钢岔管及月牙肋Mises应力；

第六步：根据有限元计算受力结果，在CATIA内调整调整钢岔管结构体型及壁厚，再次导入有限元软件计算；

第七步：通过第五步及第六步计算，根据有限元计算结果，最终确定钢岔管结构体型。

第八步：对确定的结构体型进行输出，对最终体型进行切割分块展开，完成钢岔管结构体型设计。

与现有技术相比，本发明基于钢岔管实际三维受力状态，通过采用CATIA 建立钢岔管实际三维模型，实现体型参数化驱动，导入有限元直接计算其三维状态下真实受力状态，通过参数化及可视化设计效果，避免了原来数解法无法可视参数驱动的缺点，降低了反复调整体型的可能性，同时通过岔管三维有限元计算，针对性的确定钢岔管三维体型结构，提升了钢岔管的设计精度及设计效率。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种月牙肋钢岔管体型拟定方法，包括以下步骤：

第一步：根据地质资料及地质工程师的建议，确定钢岔管结构与周围围岩荷载分担系数取值；

第二步：根据规划提供引水建筑物引用流量，确定钢岔管引水主管、支管内径；

第三步：根据规划、水工专业布置，确定钢岔管采用型式(卜型、对称Y 型)，同时初步确定分岔角，以及钢岔管初步采用钢管壁厚；

第四步：在CATIA软件中以岔管中壁建立钢岔管初步体型，实现参数化驱动，调整钢岔管体型，保证设计体型满足钢岔管体型构造规定；

第五步：导出CATIA结构模型，导入有限元时计算模型，根据钢岔管受力工况情况，计算在不同受力工况下的钢岔管及月牙肋Mises应力；

第六步：根据有限元计算受力结果，在CATIA内调整调整钢岔管结构体型及壁厚，再次导入有限元软件计算；

第七步：通过第五步及第六步计算，根据有限元计算结果，最终确定钢岔管结构体型；

第八步：对确定的结构体型进行输出，对最终体型进行切割分块展开，完成钢岔管结构体型设计。

本发明基于钢岔管实际三维受力状态，通过采用CATIA建立钢岔管实际三维模型，实现体型参数化驱动，导入有限元直接计算其三维状态下真实受力状态，通过参数化及可视化设计效果，避免了原来数解法无法可视参数驱动的缺点，降低了反复调整体型的可能性，同时通过岔管三维有限元计算，针对性的确定钢岔管三维体型结构，提升了钢岔管的设计精度及设计效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种月牙肋钢岔管体型拟定方法，其特征在于:包括以下步骤：

第一步：根据地质资料及地质工程师的建议，确定钢岔管结构与周围围岩荷载分担系数取值；

第二步：根据规划提供引水建筑物引用流量，确定钢岔管引水主管、支管内径；

第三步：根据规划、水工专业布置，确定钢岔管采用型式，同时初步确定分岔角，以及钢岔管初步采用钢管壁厚；

第四步：在CATIA软件中以岔管中壁建立钢岔管初步体型，实现参数化驱动，调整钢岔管体型，保证设计体型满足钢岔管体型构造规定；

第五步：导出CATIA结构模型，导入有限元时计算模型，根据钢岔管受力工况情况，计算在不同受力工况下的钢岔管及月牙肋Mises应力；

第六步：根据有限元计算受力结果，在CATIA内调整钢岔管结构体型及壁厚，再次导入有限元软件计算；

第七步：通过第五步及第六步计算，根据有限元计算结果，最终确定钢岔管结构体型；

第八步：对确定的结构体型进行输出，对最终体型进行切割分块展开，完成钢岔管结构体型设计。