弧形闸门受力分析

临沂岸堤水库闸门报废校核

弧形闸门结构分析：

数据: 1.孔口尺寸:10*12.5m

2.孔 数:

5孔

3.设计水头: 9m 4.支铰高度: 8.5m

5.面板外径R: 12.5m

一.总水压力及有关计算:

公式: Ps=0.5rHs2B 参数

1.水平水压力:

Ps= 2.竖直水压力: Vs= 2205.87KN 3.总水压力:

R(m) 12.50 B(m) 10.00

Vs=0.5rR2[πφ/180-2sinφ1cosφ2-0.5(sin2φ2-sin2φ1)]B

式中: Ps---水平水压力,KN;

Vs---竖直水压力,KN; B---闸门净宽,10.4m;

r---水的容重,10KN/m3;

Hs(m) 9.00

υ 46.50

υ1 3.70 r(KN/m3) 42.80 10.00 υ2 4050.00KN

P=(Ps2+Vs2)0.5=4611.76KN 4.总水压力与水平线夹角: α= 28.59度

5.上、下两主横梁所受的总水压力P1、P2下及它们的均布荷载强度q1、q2 分别为(采

弧形闸门启闭力计算

根据《水利水电工程钢闸门设计规范 SL74-95》，采用以下公式进行计算。 启门力计算式：FQ=1nT(Tzdr0＋Tzsr1)＋n＇GGr2＋GjR1＋PXr4 R2[]式中：FQ——启门力，KN；

R1、R2——分别为加重和启门力对弧形闸门的力臂,m； Tzd——滑动支承摩擦阻力,KN; Tzd=f2P f2——滑动摩擦系数，取0.6；

P——作用在闸门上的总水压力，KN；P=PX2＋PZ2 PX——静水压力的水平分力，KN; PZ——静水压力的铅直分力，KN； R——滚轮半径，mm，R=100mm， r——滚轮轴半径，mm，r=100mm Tzs——止水摩擦阻力,KN, ；Tzs=f3Pzs f3——滑动摩擦系数，取0.7； Pzs——作用在止水上的压力,KN;

r0、r1、r2、r4——分别为转动轴摩阻力、止水摩阻力、闸门自重、下吸力对弧形闸门转动中心的力臂,m； PX ——下吸力，KN,PX=γHX2B; HX——闸门下游水深，m；HX=0 B——闸门宽度，m；B=8.0m B1——止水总宽度，m；B1=0.09m

n＇G——计算持住力和启门力用的闸门自重修正系数，可采用1.0～1.1；

12G——闸

Mechanica3.0分析教程之：铝板受力分析！

第一次写教程，错漏难免哦！~~~~ 请各位朋友多多见谅！

废话少说，直奔主题吧：

原题要求分析一铝材（材质AL6061）静态受力，在15公斤(KG)力作用下的受力情况。

分析结果如下图：

位移量！

应力图！

下面用一组图片详细说明具体操作过程。

我用的软件是

Pro/Engineer WildFire 3.0

1，打开三维文件，进入Mechanica模式。

zzz

勾选“Don't display this............”然后点continue

首先来定义材料，并把材料分配给三维文件！请看下图：

zzzz

铝AL6061的具体参数如下（在网上找到的）：

插句题外话：个人觉得Proe的材料太难定义了，好多参数找不到，比如ABS、PP的杨氏模

量是多少？我在网上找过好久，都没有找着！！

建议哪位兄弟要是知道的话，请一定提供！~~~~先谢啦。:lol

材料定义好后，在模型上会出现一个相关图标。

结下来，按原题要求，要把左右两个Ｕ形槽的六个面全部固定。

插入位移约束，并把Ｕ形槽的六个面设为固定约束。

具体设置如图

[attach]24654[/attach]

附件

10.jpg (66.83 KB)

2008-11-30 20:08

约束设置

第四讲内容

第一节 物体的受力分析与受力图

一、脱离体和受力图

在力学求解静力平衡问题时，一般首先要分析物体的受力情况，了解物体受到哪些力的作用，其中哪些是已知的，哪些是未知的，这个过程称为对物体进行受力分析。工程结构中的构件或杆件，一般都是非自由体，它们与周围的物体（包括约束）相互连接在一起，用来承担荷载。为了分析某一物体的受力情况，往往需要解除限制该物体运动的全部约束，把该物体从与它相联系的周围物体中分离出来，单独画出这个物体的图形，称之为脱离体（或研究对象）。然后，再将周围各物体对该物体的各个作用力（包括主动力与约束反力）全部用矢量线表示在脱离体上。这种画有脱离体及其所受的全部作用力的简图，称为物体的受力图。

对物体进行受力分析并画出其受力图，是求解静力学问题的重要步骤。所以，必须掌握熟练选取脱离体并能正确地分析其受力情况。

二、画受力图的步骤及注意事项 1、确定研究对象取脱离体

应根据题意的要求，确定研究对象，并单独画出脱离体的简图。研究对象（脱

离体）可以是单个物体、也可以是由若干个物体组成的系统，这要根据具体情况确定。

2、根据已知条件，画出全部主动力。应注意正确、不漏不缺。 3、根据脱离体原来受到的约束类型，画出相应的约束反力

让孩子接受最好的教育

受力分析的基本方法和原则

对物体进行受力分析这看似微不足道的一步，其实是处理力学问题乃至所有涉及力和运动的综合问题中至关重要的一步，能否正确分析出研究物体的受力，将直接影响到后续解题过程的展开以及最终结果的正确性。那么，怎样才能走好这第一步呢？

一、受力分析的一般步骤

先来回顾一下各种常见力的特点。

重力：由于地球的吸引而使物体受到的作用力。地球表面附近的一切物体都要受到重力的作用。因此，只要研究的对象是实际物体，重力就肯定存在。

弹力：相互接触的物体间才会产生弹力，但接触不一定有弹力，只有当接触处存在弹性形变时，弹力才会出现。

摩擦力：弹力存在是摩擦力存在的前提，因此摩擦力的分析应该放在弹力之后。两个相互挤压的物体间若有相对滑动，则它们之间会出现滑动摩擦力；两个相互挤压的物体间若有相对滑动的趋势，则它们间会出现静摩擦力。

如果研究的物体处在更为复杂的环境中，如周围有某种液（气）体、电场或者磁场，那么还要分析物体是否受到浮力、阻力、电场力或磁场力等的作用。

综上所述，可以将受力分析的一般步骤归纳为：

重力肯定有；弹力看四周，形变就存在，不形变则没有；

本课件是我上课时使用,适用于高一上课时作适当补充,不适用高三复习,请各位选择下载。

高一专题训练

受力分析

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例1:分别画出A、B、 C的三个物体所受的力。FA

A B C

对于物体A:

A GA

对于物体C:FC

对于物体B:B

FB

CFB ′

FA ′ GB

GC

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受力分析的一般步骤：(归纳总结)一、明确研究对象：即明确分析哪个物体的受力情况。1)不要找该物体施加给其它物体的力。 A

研究对象是A,只分析其他 物体对A的作用力。

2)不要把作用在其它物体上的力错误的认为通过“力的传 递”作用在研究对象上。

二、按顺序分析物体所受的力：

一重 二弹 三摩擦 四其他

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三、正确画出物体受力示意图：不要求严格按照要求 画出每个力的大小，但是方向必须准确。 四、检查：防止错画力、多画力、漏画力。

检查时要点：一、每一个力都能说出该力的施力物体，合力与分力 不能同时分析。 二、物体所处的运动状态必须和物体的受力情况相对 应(特别注意静止和匀速直线

齿轮传动受力分析：

力有三要素：大小、方向、作用点。

1、 大小计算：见教科书公式 2、 作用点：分度圆上齿宽中部 3、 方向判断：分以下几种情况

a) 直齿轮：

画受力分析图，根据力的平行四边形法则可知，对于主动轮，径向力指向圆心，周向力方向与外加转矩方向相反，外加转矩方向与转动方向一致，主动轮判断完毕后和它配合的从动轮的受力方向自然就知道了，因为二者是作用力与反作用力，简单地说，就是无论主动轮还是从动轮，其所受径向力指向各自的圆心，主动轮所受周向力是来自于从动轮的阻力，故其方向与主动轮的转向相反，从动轮所受的周向力来自于主动轮，是使从动轮转动的动力，与其转动方向相同。直齿轮传动没有轴向力。

b) 斜齿轮：

斜齿轮传动同样受径向力、周向力，其方向的判断与直齿轮相同，所不同的是斜齿轮传动有轴向力的作用。其方向的判断有两种方法：一种是画受力分析图，比较麻烦，另一种是用左右手法则判断，使用左右手法则时，通常用于主动轮上，即左旋齿轮用左手，右旋齿轮用右手，四指方向指向外加转矩方向，则大拇指方向即为轴向力方向（注意：是用于主动轮上）

c) 圆锥齿轮传动：

圆锥齿轮传动同样受径向力、周向力和轴向力的作用。径向力和周向力的方向判断也与直齿轮一样，其轴向力

水 闸

第一节 一、概念 概述

1.水闸： 1.水闸： 水闸 是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物， 是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物， 主要依靠闸门控制水流，具有挡水和泄（ 主要依靠闸门控制水流，具有挡水和泄（引）水的 双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、 双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发 电等方面应用十分广泛。 电等方面应用十分广泛。 2.低水头水工建筑物： 2.低水头水工建筑物： 低水头水工建筑物 一般指水头不超过30m的水工建筑物， 30m的水工建筑物 一般指水头不超过30m的水工建筑物，主要有 水闸、低坝、橡胶坝、船闸等，多数建在软基上， 水闸、低坝、橡胶坝、船闸等，多数建在软基上， 也有建在岩基上的。 也有建在岩基上的。

二、水闸的类型 ⒈按担负的任务（作用）分： 按担负的任务（作用） 节制闸（拦河闸）：拦河兴建，调节水位，控制流量。 ）：拦河兴建 节制闸（拦河闸）：拦河兴建，调节水位，控制流量。 进水闸（渠首闸）：在河、 ）：在河 水库的岸边兴建， 进水闸（渠首闸）：在河、湖、水库的岸边兴建，常 位于引水渠道首部，引取水流。 位于引水渠道首部，引取水流。 排水闸（排涝闸、泄水闸、退水闸）： ）：在

受力分析练习题

初级篇（上）

以下研究对象均为单个静止物体。

用三根细线将一重物吊起，分

一圆球静止在光滑的水平面上

析结点O的受力。

用竖直细线将小球吊起，搁在

光滑球静止在两夹板之间

斜面上。

球被光滑夹板夹在中间

倾斜。

用斜向上的力拉物块

小球静止在光滑的斜面上，线

物块A静止在斜面上

圆开圆柱上

均匀棒搁在光滑的半

用水平力F将物块A顶在竖直墙面上

一根金属棒用细线悬挂着

用斜向上的力F将物块A顶在竖直墙面

上

竖直细绳将均匀杆一端吊起。

用垂直于斜面的力F将物块顶在斜面上

倾斜绳将均匀杆一端吊起。

物块A浮在水面上

圆木静止在光滑槽上，O1是圆木的

物块A静止在半球面上。

几何中心，O2是圆木的重心。

均匀棒静止在光滑半圆形槽内

- 1 -

光滑球靠在墙上

用竖直向上力F拉静止在斜

面上的物块，所受摩擦力可能为： A、 沿斜面向上 B、沿斜面向下 C、不受摩擦力 D、都有可能

圆柱静止在两根木棍搭成的斜面上

光滑大圆环上用弹簧系着一个小环

静止玻璃管内，用水银柱封闭了一定

质量的气体。

光滑滑轮静止在绳上，分析与

滑轮直接相互作用的那部分绳的受力情况。

用梯形光滑活塞封闭一定量的气体，分

析活塞受力。

初级篇

受力分析练习题

初级篇（上）

以下研究对象均为单个静止物体。

用三根细线将一重物吊起，分

一圆球静止在光滑的水平面上

析结点O的受力。

用竖直细线将小球吊起，搁在

光滑球静止在两夹板之间

斜面上。

球被光滑夹板夹在中间

倾斜。

用斜向上的力拉物块

小球静止在光滑的斜面上，线

物块A静止在斜面上

圆开圆柱上

均匀棒搁在光滑的半

用水平力F将物块A顶在竖直墙面上

一根金属棒用细线悬挂着

用斜向上的力F将物块A顶在竖直墙面

上

竖直细绳将均匀杆一端吊起。

用垂直于斜面的力F将物块顶在斜面上

倾斜绳将均匀杆一端吊起。

物块A浮在水面上

圆木静止在光滑槽上，O1是圆木的

物块A静止在半球面上。

几何中心，O2是圆木的重心。

均匀棒静止在光滑半圆形槽内

- 1 -

光滑球靠在墙上

用竖直向上力F拉静止在斜

面上的物块，所受摩擦力可能为： A、 沿斜面向上 B、沿斜面向下 C、不受摩擦力 D、都有可能

圆柱静止在两根木棍搭成的斜面上

光滑大圆环上用弹簧系着一个小环

静止玻璃管内，用水银柱封闭了一定

质量的气体。

光滑滑轮静止在绳上，分析与

滑轮直接相互作用的那部分绳的受力情况。

用梯形光滑活塞封闭一定量的气体，分

析活塞受力。

初级篇