根据当前大流量高水头电站建没和发展的需要，作者在国家自然科学基金资助下进行了专题研究，全面总结了高压闸门水封计算理论及应用的研究成果，在此基础上撰写了这部理论与实践紧密结合的专著。

本书阐述了高压闸门水封非线性有限元计算的基本理论和工程应用实例。全书包括:橡胶类止水材料的力学性能实验研究，橡胶类止水材料性质与参数的研究，橡胶类止水材料的黏弹性研究，橡胶类止水材料的耐久性研究，橡胶类止水材料非线性的问题与计算，结合瀑布沟、水口、拉西瓦等巨型水电站闸门水封进行了非线性有限元理论及计算方法分析研究，并对水封水密性规律及封水判据进行了总结。本书是水利水电工程界从事设计、施工、科研、管理的广大工程技术人员及高等院校相关专业师生的宝贵参考资料。

序

前言

第1章 绪论

1.1 高压闸门水封研究的目的和意义

1.2 高压闸门水封的作用、要求及分类

1.3 高压闸门水封研究现状

1.4 高压闸门水封的研究方法与思路

1.5 高压闸门水封目前的研究工作

第2章 橡胶类止水材料的力学性能实验研究

2.1 止水材料的硬度实验

2.2 止水材料的拉伸与压缩实验

2.3 止水材料的摩擦实验

2.4 止水材料的黏弹性实验

第3章 橡胶类止水材料性质与参数的研究

3.1 止水材料的性质

3.2 橡胶超弹性本构关系

3.3 止水材料参数

3.4 止水材料的两参数Rivlin公式

3.5 止水材料Rivlin公式的其他形式

3.6 止水材料Rivlin公式的应用实例

3.7 止水材料的Ogdcn公式

第4章 橡胶类止水材料的黏弹性研究

4.1 Mooney-Rivlin修正公式的研究

4.2 几种常用止水材料Mooney-Rivlin黏弹性函数的实验研究

4.3 橡胶类材料与固体流变模型三维本构关系的研究

4.4 三种常用止水材料流变参量的研究

第5章 橡胶类止水材料的耐久性研究

5.1 止水材料的耐久性特征

5.2 止水材料黏弹性对其耐久性的影响

5.3 环境温度对止水材料耐久性的影响

5.4 流体环境对止水材料耐久性的影响

5.5 止水材料与金属结合的耐久性

5.6 橡胶类止水元件的耐久性评估方法及目的

第6章 橡胶类止水材料非线性的问题与计算

6.1 止水材料大变形的时空描述

6.2 止水材料的材料非线性问题

6.3 止水材料的几何非线性问题

6.4 止水材料的接触非线性问题

6.5 止水材料的非线性有限元计算

6.6 用非协调元解决材料体积不可压缩性问题

6.7 非线性方程组的解法和收敛准则

6.8 ANSYS软件非线性分析功能及其在水封计算中的应用

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

7.1 工程概况

7.2 水封的结构及材质

7.3 水封止水元件的非线性有限元计算力学模型

7.4 水封非线性有限元计算程序及方法步骤

7.5 翼头的优化比较

7.6 封头的优化计算比较

7.7 水封断面优化计算结果

7.8 充压伸缩式水封止水元件时程分析

7.9 充压伸缩式水封特征数据计算

7.10 充压伸缩式水封水密性计算

7.11 充压伸缩式水封优化设计的新思路

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

8.1 高压闸门水封实验装置

8.2 实验水封模型设计

8.3 封头自由外伸量测试

8.4 封头接触宽度的测试与其接触应力的计算

8.5 封头压缩量测试

8.6 水封水密性实验与封头偏移量

8.7 计算结果与实验结果比较

8.8 实验小结

第9章 某巨型水电站底孔弧门常规水封仿真计算

9.1 概述

9.2 弧门常规水封仿真计算

9.3 弧门常规水封仿真计算结果

9.4 结论与展望

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

10.1 工程特点与水封计算目的

10.2 浮体闸门承载传力水封的基本结构

10.3 承载传力水封的仿真计算

10.4 承载传力水封仿真计算结果

10.5 承载传力水封仿真计算结果分析

10.6 结论与建议

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

11.1 概述

11.2 自封闭式水封的工作原理

11.3 自封闭式水封的非线性有限元计算

11.4 闸门水封摩阻力的非线性有限元计算

11.5 结论与建议

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

12.1 概述

12.2 自封闭式水封模型实验研究

12.3 自封闭式水封单质止水元件模型实验

12.4 模型实验研究结论与建议

第13章 水封的水密性规律及封水判据

13.1 理论计算与实验分析总结

13.2 水封水密性的规律

13.3 充压伸缩式水封的封水判据

13.4 水封研究的展望

参考文献