李凯, 陈杨, 周利平, 刘小莹

（西华大学 机械工程学院，成都610039）

0 引言

阀门作为水电站安全运行的核心部件之一，在水利水电行业起着至关重要的作用。近年来各地地震次数有所增加，特别是我国西南地区水资源丰富,而又是处于地中海—喜马拉雅地震带上，地震频发是西南地区水电站面临的一大问题，那么考虑进水蝶阀在地震情况下的可靠性至关重要。

本文通过对某型进水蝶阀的固有频率和振型研究，从而达到在设计中避免因设计产生共振，并预测在不同载荷特征下进水蝶阀结构的振动形式，结合对进水蝶阀的模态分析，对其进行响应谱分析以确定在地震加速度影响下对进水蝶阀的影响。

1 阀门模型及运行环境

水轮机进水蝶阀由阀体、碟板、阀轴、阀座、吊耳等组成，本文基于PN35DN3200蝶阀模型进行仿真分析，参照实际情况利用SolidWorks进行模型创建，考虑计算量去除不影响计算可靠性的螺栓、吊耳等结构，考虑蝶阀整体安全性保留主要结构阀体、碟板、阀轴进行分析，基本参数如表1所示，其模型如图1所示。

表1 蝶阀基本参数

图1 蝶阀模型

2 蝶阀结构动力学分析基础

动力学分析是分析结构惯性和阻尼等重要作用下结构的动力学行为技术的一种分析方式，最具典型的是结构的振动特性分析，利用振动特性分析可以获得结构的振动频率、交变载荷激励效应和结构自振频率等[1]。

考虑某时刻为静力平衡的动力学问题的有限元分析平衡方程式[2]为