基于虛擬樣機(jī)的人字門船閘系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真及優(yōu)化.pdf

1、人字閘門是一種比較復(fù)雜的空間梁板結(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用于水利工程中。目前閘門的設(shè)計(jì)方法主要是將各構(gòu)件簡化成平面桿件,采用傳統(tǒng)規(guī)范來設(shè)計(jì),但該方法不能反映出閘門的實(shí)際工作性能。本文基于虛擬樣機(jī)技術(shù),結(jié)合某實(shí)際工程中大型人字門船閘所涉及的關(guān)鍵問題,分析了人字閘門的工作方式和受力特點(diǎn),建立了其三維結(jié)構(gòu)仿真模型,并對(duì)船閘系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真及輕量化設(shè)計(jì),最后研究了船舶撞擊作用下的人字閘門的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。具體內(nèi)容如下:
　　(1)基于虛擬樣機(jī)技術(shù),運(yùn)

2、用 ADAMS動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件對(duì)人字門船閘系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真,分析了人字門船閘系統(tǒng)中關(guān)鍵零部件的的速度、位移以及力學(xué)特征信息。以動(dòng)態(tài)分析得出的運(yùn)動(dòng)學(xué)及力學(xué)參數(shù)為輸入條件,對(duì)閘門中啟閉機(jī)連接座以及底樞關(guān)鍵構(gòu)件強(qiáng)度進(jìn)行了分析,整體評(píng)價(jià)了人字門船閘系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
　　(2)采用集成優(yōu)化技術(shù),結(jié)合動(dòng)態(tài)分析得出的人字門船閘關(guān)鍵構(gòu)件運(yùn)行現(xiàn)狀,運(yùn)用Isight與Ansys軟件集成優(yōu)化平臺(tái)建立了以某船閘人字門輕量化為優(yōu)化目標(biāo),以人字門主次橫梁

3、、背拉桿截面和面板、腹板厚度參數(shù)為設(shè)計(jì)變量,以人字閘門的等效應(yīng)力強(qiáng)度和低階模態(tài)自振頻率為評(píng)價(jià)指標(biāo)的優(yōu)化模型。通過對(duì)船閘人字門模型進(jìn)行了輕量化優(yōu)化分析,得出了一組滿意的參數(shù)組合。
　　(3)基于瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)有限元的基本理論,運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)軟件,模擬了人字閘門在不同淹沒水頭差、不同船舶撞擊速度工況下的撞擊特性。詳細(xì)分析了撞擊荷載作用下閘門撞擊部位以及主要構(gòu)件的(面板、主梁、縱梁和背拉桿)的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律,為閘門維