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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