双斜支臂水工弧形钢闸门拓扑优化设计  

作　　者：马彩霞 赵言凯 张学东 朱琳 

机构地区：[1]山东省水利勘测设计院有限公司,山东济南250013

出　　处：《中国机械》2024年第22期27-30,共4页Machine China

摘　　要：由于双斜支臂设计的独特结构形式和受力特点,在提升闸门整体性能的同时,也显著增加了闸门的复杂性和制造难度。在保证闸门功能性和安全性的基础上,为了实现结构强度的最大化,本文进行双斜支臂水工弧形钢闸门的拓扑优化设计研究。先建立连续体结构拓扑优化的数学模型,然后采用均匀化方法将设计问题转化为易于求解的变量优化问题,最后应用拓扑优化方法结合结构布置原则,对双斜支臂水工弧形钢闸门的支臂和横、纵向框架布局进行优化,在满足强度、刚度、稳定性等要求下进行材料最优配置和性能提升。工程应用结果表明,优化后的闸门在关键结构部位的结构强度得到明显提升,保证了闸门在承受高水压和频繁启闭等极端工况下的稳定性和安全性。

关 键 词：双斜支臂 水工结构 弧形钢闸门 拓扑优化 优化设计 

分 类 号：TV663.4[水利工程—水利水电工程]