基于Rivlin模型的水封预压压力非线性计算方法  

Nonlinear calculation of the preload pressure of gate water seal with Rivlin model

作　　者：刘礼华[1] 王蒂 方寒梅[3] 孙丹霞[3] 魏晓斌[1] 欧珠光[1] 

机构地区：[1]武汉大学土木建筑工程学院,武汉430072 [2]长江水利委员会长江勘测规划设计研究院,武汉430000 [3]中国水电顾问集团西北勘测设计研究院,西安710065

出　　处：《水力发电学报》2011年第5期170-174,185,共6页Journal of Hydroelectric Engineering

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50679059)

摘　　要：考虑水封预压压力对闸门启闭力计算的重要影响,本文基于有限元计算的基本理论,将两参数、三参数、五参数、九参数Rivlin模型拟合高水头水封橡胶材质实验数据所得的超弹性参数分别应用于方头P60水封预压压力的非线性有限元计算中,并与其预压压力模型实验进行对比研究。结果表明:五参数Rivlin模型具有较好的工程适用性,将其应用于水封预压压力非线性有限元计算能有效提高启闭力计算的准确性,为闸门启闭设备的选型提供可靠、安全、经济的数据。This paper presents a nonlinear finite element（FE） method that calculates the preload pressure of a gate water seal with a square head P60 and considers the significant impact of the pressure on hoisting force.This method follows the elementary FE theories and uses hyperelastic parameters that are determined by curve fitting with Rivlin models of two,three,five parameters and nine parameters,respectively.The calculations are compared with the measured preload pressure on a model test.Results show that the five-parameters Rivlin model is the best for engineering application,and it is more accurate in predicting the preload pressure of water seal if a nonlinear FE calculation is adopted.This work provides useful data the design of gate hoist devices.

关 键 词：水工材料 预压压力 Rivlin模型 水封 非线性计算 闸门启闭设备 

分 类 号：TV131.6[水利工程—水力学及河流动力学]