电动双向带锁紧插板阀有限元模型建立
电动双向带锁紧插板阀的静力分析，理论计算一般采用平面假定体系，计算得到的位移与应力会与实际结果存在较大误差，难以观察电动双向带锁紧插板阀整体的工作状态。而且南明河电动双向带锁紧插板阀尺寸较大，受力复杂，运用有限元分析软件ANSYS进行三维有限元计算可以全面分析结构的力学性能和各个构件的相互作用，并且对模型边界条件的模拟也比较符合实际。有限元法计算结果可对平面假定体系的计算结果进行验证，以便确定合适的结构形式，保证结构的安全性与合理性[1]。
由于电动双向带锁紧插板阀在垂直水流方向具有对称性，根据结构力学对称结构的求解原理，文章有限元分析仅取单节门体进行分析计算。单节门体宽度10m为一个结构单元，采用在ANSYS中直接建模的方法，电动双向带锁紧插板阀细部结构复杂，通过焊接及装配得到空间装配式结构，在建立电动双向带锁紧插板阀有限元模型时不可能全部考虑这些复杂的细部构造[2]，否则有限元模型过于复杂难以用于分析计算。在建立电动双向带锁紧插板阀有限元模型时，需要进行简化。气囊内部电动双向带锁紧插板阀面节点施加均布荷载模拟气囊内压。计算工况罪大挡水头为8.205m溢流状态，下游水头为0m，气囊内压0.305MPa。计算模型采用笛卡尔直角坐标系，X轴为水平方向，指向下游为正；Y轴为铅直方向，向上为正；Z轴为垂直水流方向，指向右侧(面向下游)为正；其中，坐标系原点取在电动双向带锁紧插板阀的底轴轴心处，三维有限元建模过程如电动双向带锁紧插板阀1-5所示。设计参数采用肋板和面板四节点壳单元模拟，抑制带采用二节点梁单元模拟，其余采用八节点实体等参单元模拟。有限网格划分结果及材料参数，见电动双向带锁紧插板阀1。约束施加计算中主要涉及如下3种约束：
1)电动双向带锁紧插板阀电动双向带锁紧插板阀基础为离散刚体，其底部为全约束；基础上下游断面边界施加水流方向约束(即坐标轴x方向)；基础横河向截断面边界施加垂直于水流方向约束(即坐标轴z方向)。
抑制带与门体上安装孔采用耦合约束。气囊与电动双向带锁紧插板阀面板之间采用摩擦方程约束。在门体与气囊采用建立接触，接触类型为电动双向带锁紧插板阀面与电动双向带锁紧插板阀面接触，接触属性定义为切向行为，根据《现代机械设计手册》电动双向带锁紧插板阀1-1-7中常用材料的摩擦因数，设定摩擦系数为0.8。
上气囊与下气囊、下气囊与电动双向带锁紧插板阀基础、铰链盖板之间连接部分位移较小假定不产生相对位移，模型采用假定以上部位单元均共节点。