[發明專利]新型潛孔式弧形水工鋼閘門拓撲優化設計方法

無效

• 申請號: 201210374896.0
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN102968518A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 蔡坤;曹靖
• 申請（專利權）人: 蔡坤
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種新型潛孔式直支臂弧形水工鋼閘門的拓撲優化設計方法，其特征在于，包括步驟：

從實際工程設計獲得輸入條件；

根據設計輸入條件確定主支臂中心距離擋水面板縱對稱面的位置；通過建模軟件創建主支臂處的二維設計的幾何模型（扇形），扇形面的弧形半徑即為工作弧門半徑；

將模型進行前處理，建立有限元模型；

確定扇形區域內設計域及非設計域的范圍；非設計域的厚度由擋水面板的厚度和加強肋的厚度組成，根據公式估算而得；

施加荷載，將三維荷載凝縮到二維邊界；

確定優化目標及約束條件進行優化；

得到二維拓撲優化結果并進行修正，提取邊界；

將擋水面板設定為非設計域，確定優化目標及約束條件進行拓撲優化，得到縱向肋的布局方案；

確定橫向肋拓撲優化的初始設計域，為了降低計算量，將支臂所在非設計區域去掉，交界處代之以固定位移約束；將擋水面板設定為非設計域，確定優化目標及約束條件進行拓撲優化，得到橫向肋的布局方案；

根據分布拓撲優化結果的部分布局方案建立結構初始設計模型；

對整體三維結構進行尺寸優化；

其他工況下的結構安全性校核，并按需要進行局部調整；完成最終設計輸出。

2.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，所述建模和前處理軟件為hyperworks軟件下的子模塊hypermesh。

3.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，所述拓撲優化方法應用軟件hyperworks軟件下的optistruct求解器。

4.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，步驟d)中的所述非設計域????????????????????????????????????????????????的確定方法為。

5.如權利要求1所述的優化設計方法，其特征在于，步驟e)中所述的荷載及邊界約束條件具體為結構總成實際實驗時的荷載和一些部件的自由度。