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压力管道是水电站中由水库、前池或调压室向水轮机输水的重要结构,其中贴边岔管广泛适用于中、低水头电站管路系统。本文针对贴边岔管,根据结构力学算法、流固耦合和结构动力学理论,利用Ansys有限元的方法对贴边岔管进行结构分析和自振特性研究并在此基础上模拟简谐外激励下的动力响应。对输水岔管谐响应的研究,能准确模拟水电站实际工作条件下的振动影响,对管道系统变形、疲劳和破损有一定参考价值。本文主要工作如下:1.利用有限元用软件ANSYS Workbench通过选择并联系Toolbox中各个模块建立符合贴边岔管的流固耦合分析。以贴边岔管为研究对象,考虑和比较了双向和单向流固耦合作用对不同角度输水岔管的应力和位移影响,同时研究了不同网格密度、补强板宽度、补强板厚度对结构最大应力和位移的影响。通过对结果的比较研究,对实际工程有一定参考价值。2.利用有限元用软件ANSYS Workbench通过选择并联系Toolbox中各个模块建立符合贴边岔管的流固耦合模态分析。进行模态分析用于模拟管道设计结构和其部件的振动特性,即结构的自振频率和振型。得到的模态和振型是承受动态载荷结构设计中的重要参数,同时,也可成为谐响应分析、瞬态动力学分析和谱分析等其他动力学分析问题的起点。3.利用有限元用软件ANSYS Workbench通过选择并联系Toolbox中各个模块建立符合贴边岔管的响应分析。以模拟常见贴边岔管建立三维输水管道模型考虑不同因素分别求解考虑流固耦合作用下贴边岔管的动力学特性,在模态分析的基础上,进行谐响应以模拟泵等机械产生周期性外激励,着重研究简谐外激励与管道结构发生共振后的动力学特性。结果表明,实际工程设计中各种形式和边界条件下的贴边岔管需避开一阶自振频率。通过本文的数值模拟计算结果对贴边岔管系统设计、安全可靠性等方面有一定的借鉴作用。