[发明专利]一种基于SIMP理论含树杈型支臂的大跨度弧形钢闸门设计方法

权利要求书

1.一种基于SIMP理论含树杈型支臂的大跨度弧形钢闸门设计方法，其特征在于，包括步骤：

以实际工程作为输入条件；

通过软件创建主支臂的二维设计几何模型（扇形），扇形面的弧形半径即为工作弧门半径；

将几何模型进行修改，完善，划分网格；

通过试算确定扇形区域内设计域及非设计域的范围；非设计域的厚度由挡水面板的厚度和加强肋的厚度组成；

施加荷载及边界条件，得出主支臂横向及纵向拓扑形状，根据实际制造和工程约束，确定最终的主支臂形状方案；

确定纵向肋的优化区域，将挡水面板设定为非设计域，确定优化目标及约束条件进行拓扑优化，得到纵向肋的布局方案；

确定横向肋拓扑优化的初始设计域，为了降低计算量，将支臂所在非设计区域去掉，交界处代之以固定位移约束；将挡水面板设定为非设计域，确定优化目标及约束条件进行拓扑优化，得到横向肋的布局方案；

将支臂方案，纵向肋方案和横向肋方案组装成闸门三维整体结构；

对整体三维结构进行尺寸优化；

其他工况下的结构安全性校核，并按需要进行局部调整；完成最终设计方案。

2.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，所述建模和前处理软件为hyperworks软件下的子模块hypermesh。

3.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，所述拓扑优化方法应用软件hyperworks软件下的optistruct求解器。

4.如权利要求1所述的优化设计方法，其特征在于，步骤e)中所述的荷载及边界约束条件具体为结构总成实际实验时的荷载和一些部件的自由度。