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第1章 绪论 1

1.1高压闸门水封研究的目的和意义 1

1.2高压闸门水封的作用、要求及分类 2

1.3高压闸门水封研究现状 3

1.4高压闸门水封的研究方法与思路 8

1.5高压闸门水封目前的研究工作 9

第2章 橡胶类止水材料的力学性能实验研究 11

2.1止水材料的硬度实验 11

2.2止水材料的拉伸与压缩实验 13

2.3止水材料的摩擦实验 16

2.4止水材料的黏弹性实验 23

第3章 橡胶类止水材料性质与参数的研究 27

3.1止水材料的性质 27

3.2橡胶超弹性本构关系 28

3.3止水材料参数 30

3.4止水材料的两参数Rivlin公式 34

3.5止水材料Rivlin公式的其他形式 37

3.6止水材料Rivlin公式的应用实例 41

3.7止水材料的Ogden公式 46

第4章 橡胶类止水材料的黏弹性研究 52

4.1 Mooney-Rivlin修正公式的研究 52

4.2几种常用止水材料Mooney-Rivlin黏弹性函数的实验研究 54

4.3橡胶类材料与固体流变模型三维本构关系的研究 56

4.4三种常用止水材料流变参量的研究 60

第5章 橡胶类止水材料的耐久性研究 64

5.1止水材料的耐久性特征 64

5.2止水材料黏弹性对其耐久性的影响 65

5.3环境温度对止水材料耐久性的影响 67

5.4流体环境对止水材料耐久性的影响 68

5.5止水材料与金属结合的耐久性 69

5.6橡胶类止水元件的耐久性评估方法及目的 70

第6章 橡胶类止水材料非线性的问题与计算 71

6.1止水材料大变形的时空描述 71

6.2止水材料的材料非线性问题 73

6.3止水材料的几何非线性问题 74

6.4止水材料的接触非线性问题 77

6.5止水材料的非线性有限元计算 84

6.6用非协调元解决材料体积不可压缩性问题 87

6.7非线性方程组的解法和收敛准则 88

6.8 ANSYS软件非线性分析功能及其在水封计算中的应用 90

第7章 瀑布沟水电站放空洞弧门充压伸缩式水封非线性有限元计算 94

7.1工程概况 94

7.2水封的结构及材质 95

7.3水封止水元件的非线性有限元计算力学模型 95

7.4水封非线性有限元计算程序及方法步骤 99

7.5翼头的优化比较 99

7.6封头的优化计算比较 104

7.7水封断面优化计算结果 109

7.8充压伸缩式水封止水元件时程分析 110

7.9充压伸缩式水封特征数据计算 113

7.10充压伸缩式水封水密性计算 115

7.11充压伸缩式水封优化设计的新思路 118

第8章 瀑布沟水电站放空洞弧门充压伸缩式水封模型实验 121

8.1高压闸门水封实验装置 121

8.2实验水封模型设计 122

8.3封头自由外伸量测试 123

8.4封头接触宽度的测试与其接触应力的计算 125

8.5封头压缩量测试 130

8.6水封水密性实验与封头偏移量 131

8.7计算结果与实验结果比较 134

8.8实验小结 135

第9章 某巨型水电站底孔弧门常规水封仿真计算 136

9.1概述 136

9.2弧门常规水封仿真计算 137

9.3弧门常规水封仿真计算结果 140

9.4结论与展望 173

第10章 水口水电站底孔浮体闸门大截面承载传力水封仿真计算 175

10.1工程特点与水封计算目的 175

10.2浮体闸门承载传力水封的基本结构 175

10.3承载传力水封的仿真计算 177

10.4承载传力水封仿真计算结果 178

10.5承载传力水封仿真计算结果分析 184

10.6结论与建议 192

第11章 拉西瓦水电站导流封堵闸门自封闭式水封的非线性有限元计算 193

11.1概述 193

11.2自封闭式水封的工作原理 196

11.3自封闭式水封的非线性有限元计算 197

11.4闸门水封摩阻力的非线性有限元计算 206

11.5结论与建议 209

第12章 拉西瓦水电站导流封堵闸门自封闭式水封模型实验研究 210

12.1概述 210

12.2自封闭式水封模型实验研究 215

12.3自封闭式水封单质止水元件模型实验 219

12.4模型实验研究结论与建议 221

第13章 水封的水密性规律及封水判据 223

13.1理论计算与实验分析总结 223

13.2水封水密性的规律 224

13.3充压伸缩式水封的封水判据 229

13.4水封研究的展望 231

参考文献 232