Zawór sterujący służy do regulacji przepływu wody między wysokim a niskim poziomem zapory poprzez umożliwienie odpływu wody ze zbiornika. Do jego wykonania zastosowano duży, jednoczęściowy element stalowy.
Cały zawór został pierwotnie zaprojektowany przez firmę Moscatelli, która dostarczyła klientowi firmy Dlubal, firmie AGICEA, plik z trójwymiarowym modelem sworznia wsporczego w formacie STEP.
Szczegóły techniczne i określanie siły ścinającej
Każdy ze sworzni składa się z przegubu (zespół spawany mechanicznie), w którym znajdują się łożyska prowadzące wykonane ze spiekanego stopu mieszanki brązu i grafitu. Łożyska te pozwalają na obracanie wału o średnicy 200 mm bez konieczności smarowania. Zespół składa się ze stopu stali nierdzewnej o wysokich parametrach wytrzymałościowych (wysoka elastyczność i granica zerwania).
W przypadku czopa obrotowego określono hydrauliczne obciążenie ściskające przyłożone do osi środkowej.
Następnie w programie do analizy statyczno -wytrzymałościowej RFEM przyłożono obciążenie, odpowiadające hydraulicznej sile tnącej generowanej na jednym z dwóch obrotowych ramion wynoszące 126 t. Siła ta została przeliczona na obciążenie powierzchniowe rozłożone na połowie pobocznicy wału stalowego. Całkowita równoważna powierzchniowa siła ścinająca wał wyniosła 13 960 kN/m².
Projektowanie z uwagi na odkszałcenia
Po zamodelowaniu zespołu mechanicznego za pomocą brył (elementów skończonych 3D), firma AGICEA przeanalizowała całkowite odkształcenia każdej podgrupy, w tym:
• Podpór z brązu i grafitu
• Wałka stalowego o średnicy 200 mm
• Łącznika
Następnie przeanalizowano naprężenia równoważne (Von Mises), aby skontrolować obecność lokalnych koncentracji oraz ich wielkość. Wartości te porównano z dopuszczalnymi wartościami granicznymi dla materiałów.
Wymiarowanie z uwzględnieniem zmęczenia
Następnie przeprowadzono obliczenia zmęczeniowe zgodnie z EN 1993-1-9. AGICEA opracowała skrypt makro, aby automatycznie wyszukiwać maksymalne naprężenia (naprężenia równoważne, rozciągające i ścinające) w miejscach potencjalnego pojawienia się pęknięć zmęczeniowych. Cały zespół został zaprojektowany na 438 000 cykli obciążenia, co odpowiada jednemu ruchowi zaworu na godzinę, całą dobę, przez okres 50 lat.
| Miejsce | Awinion, Francja |
| Klient | Moscatelli Group, France www.groupe-moscatelli.com |
| Obliczenia konstrukcyjne | AGICEA, Francja www.agicea-bureau-etudes.fr |
