基于锈蚀规律的平面钢闸门可靠度研究

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1、长春工程学院工程硕士学位论文摘要锈蚀作为水工钢闸门结构中一种常见现象，已成为钢闸门结构破坏的主要因素。本文以锈蚀为主要因素，研究其对水工钢闸门可靠度的影响。通过观察、分析钢材锈蚀现象，提出了“钢材某一点产生锈蚀后，后续在该点产生锈蚀的概率将比其他点大”的假设，在高斯坐标系下对钢材锈蚀过程进行离散化处理并建立了锈蚀随机模型及其功能函数；利用Matlab工具进行锈蚀的模拟研究，通过二维图像处理技术和三维激光扫描技术还原湾湾川水电站钢闸门面板锈蚀原貌，最后将提取的数据与锈蚀模型得出的数据进行了对比分析，得出了锈蚀规律。利用得到的锈蚀规律，结合Monte-Carl

2、o随机有限元法计算H型钢在不同锈蚀规律下的时变可靠度变化规律，得出了“不论钢材是服从线性锈蚀规律，还是服从非线性锈蚀规律，H型钢的可靠度指标总是与锈蚀规律的形式相同，只是其具体参数不同”的结论，为现役刚闸门主梁可靠度的计算提供了一种新方法。以钢闸门5根主梁腹板厚度为变量，进行正交试验设计。利用闸门有限元模型计算每个处理模型中5根主梁的最大变形和最大等效应力，应用相关分析法计算主梁应力之间的相关系数及主梁位移之间的相关系数，并以主梁腹板的厚度作为控制变量计算主梁应力之间的偏相关系数及主梁位移之间的偏相关系数。分析相关系数与钢闸门腹板厚度之间的关系，定性的完成

3、了钢闸门主梁体系相关关系的初步探索，为钢闸门整体可靠度分析奠定基础。关键词：锈蚀；Monte-Carlo；钢闸门；可靠度；主梁体系I长春工程学院工程硕士学位论文AbstractThecorrosion,asacommonphenomenon,hasbecomeamajorfactorinthedestructionofsteelgatestructures.Inthispaper,theinfluenceofthereliabilityonhydraulicsteelgatehasbeenresearchedwiththecorrosionthatputa

4、samainfactor.Thehypothesisthat"whenthecorrosionarisesatapointforsteels,theprobabilityofsubsequentrustatthatpointwillbeeasierthantheotherpoint"isputforwardthroughobservingandanalyzinglargenumberofcorrosionphenomenon.ThesteelisdiscretizedintheGausscoordinates,atthesametimethecorresp

5、ondingrandommodelandthefunctionareestablished.ThemodelissimulatedbyusingtheMatlab.Thecorrosionofsampletoactualgatepanelisrestoredbyphotographingandscanningthroughtwo-dimensionalimageprocessingandthree-dimensionallaserscanningtechnology.Thedistributionofpanelcorrosionthicknesschara

6、cteristicsisdrawn.Finally,thelawofcorrosionisobtainedthroughanalysisthedatabetweenthecorrosionmodelandtheextract.ThetimevariantreliabilityofHtypesteelindifferentcorrosionlawiscalculatedwhichcombinedtheMonte-Carlostochasticfiniteelementmethodandthelawofcorrosionthatproposed.Itisobt

7、ainedthat"thereliabilityindexofHsteelandcorrosionlawsareinthesameformregardlessofthesteelissubjecttolinearornonlinearlawcorrosion,onlythespecificparametersisdifferent".Anewmethodthatcalculatesthereliabilityoftheexistinghydraulicsteelgateisprovided.Theorthogonalmethod,inwhichmakest

8、hefivegirderswebthicknessasafacto