泵房结构拓扑优化设计

为了获得更加安全、经济的泵房结构设计方案,构建了泵房结构拓扑优化数学模型,提出了两阶段式拓扑优化求解策略.首先在ANSYS平台上对泵房主体结构进行拓扑优化,获得结构最优拓扑形态;然后对拓扑结果进行适应性处理,开展工程强度、刚度及稳定性的泵房结构工作性态复核.案例优化结果表明,经优化后的泵房结构总体积较原方案减小13.7...     

拓扑优化理论在平面闸门优化设计中的应用

所谓拓扑优化就是寻找设计空间中结构刚度最好的分布方式;或是结构最佳的传输途径,这样就可以对结构中的许多性能进行优化,帮助降低结构的质量。在形状以及尺寸方面,设计的方式都在不断完善,不断成熟,这种拓扑优化成为了优化设计中比较热门的话题。在对平面闸门结构进行优化的时将这种拓扑优化引入其中,再对优化之后的成果进行了重点探讨,验证在水工闸门中运用这种拓扑优化的理论是可行的。     

淮安市清隆桥泵站空箱挡墙拓扑优化设计研究

基于拓扑优化设计理论和方法,研究空箱挡土墙结构优化设计问题。以清隆桥泵站进水侧空箱挡土墙为例,以挡墙应变能最小为目标函数,以挡墙结构体积、强度、抗滑稳定、抗倾覆稳定等为约束条件构建拓扑优化计算模型,实现了对空箱挡土墙的结构优化及轻量化设计。利用有限元软件对优化后的结构进行稳定性复核,结果表明空箱挡土墙结构的强度、抗滑稳定、基地应力等指标均满足要求,验证了拓扑优化结果的可靠性,为挡土墙结构优化设计提供参考。     

三峡升船机平衡重滑轮结构拓扑优化设计

为了解决三峡升船机平衡重滑轮腔体内焊接支撑块脱落导致异响问题,建立了以结构柔度最小为优化目标的拓扑优化模型,基于ANSYS对滑轮结构进行拓扑优化设计并对模型进行重构,得到了最终优化模型.对比分析了优化前后结果,表明优化后的滑轮总重与优化前的比值为0.91,所受最大应力比值0.852,所受最大位移比值0.94.通过优化结...     

基于ANSYS的钢模台车顶模架拓扑优化设计

以江坪河溢洪道钢模台车为例,在用ANSYS软件对顶模架初始设计方案进行有限元分析的基础上,利用ANSYS拓扑优化理论对顶模架进行了结构拓扑优化设计,并对拓扑优化后的结构设计方案进行了有限元分析。对比分析结果显示,拓扑优化后的顶模架结构刚度、强度均有一定的提高,且未增加制造难度。     

拓扑优化在重力坝设计中的应用研究

文章以ANSYS10.0为平台,利用APDL和UIDL语言,对重力坝非溢流坝段进行拓扑优化.探讨了不同初始拓扑尺寸和下游面形状对坝体计算结果的影响.结果表明,对重力坝非溢流坝段进行拓扑优化是可行和有效的.     

自升式平台风载荷数值模拟与实验研究

自升式平台在位状态下受到环境载荷作用,将会影响其站立稳性和结构安全性,这其中风载荷占主导作用.现行规范在计算风载荷时采用面积投影法,结果偏于保守,不利于结构的优化设计.此文以CIMC自主研发的400英尺自升式钻井平台为例,通过风洞实验测得其在位状态下的风载荷,并基于CFD方法对其载荷进行数值模拟计算.结果表明,数值模拟计算结果小于规范计算结果,与风洞实验相近,可为平台的初步设计提供支撑.     

基于拓扑关系构建的城市污水管网优化设计

在城市污水管网优化设计过程中,提出利用数组记录关联管段及其编号的方法来构建污水管网的拓扑关系;根据各关联管段及其节点的参数比较确定下游管段的初始控制参数,并以各管段的平均坡度作为控制依据进行污水管网的优化设计.采用VB语言编制了污水管网优化设计程序,并用广东某城镇的污水管网对程序进行了验证.     

高拱坝体型多目标优化设计研究进展

针对考虑经济性和安全性的高拱坝体型多目标优化设计,综述了几何模型、目标函数、约束条件、结构分析方法、优化算法以及多目标求解方法等相关内容的研究进展,对多目标优化问题的博弈求解方法进行了展望。     

连续体拓扑优化参考区间法的图形用户界面开发

参考区间法是连续体拓扑优化的算法之一,核心程序采用ANSYS参数化设计语言(APDL)编写。APDL程序编写过程简单方便,但调试困难,不利于做大规模二次开发使用。为了实现参考区间法面向工程的应用,有必要针对该算法的命令流文件开发出专用的图形用户界面(GUI)系统。C++是目前流行的通用程序设计语言之一,Qt库提供了一个完整的C++应用程序开发框架。本课题利用Qt库,编写一个GUI程序,使得由APDL语言编写的参考区间法分析程序可嵌入其中,从而实现GUI开发。     

拓扑优化方法的研究进展及在水工结构设计中的应用

拓扑优化是目前结构优化领域研究的热点,也是结构优化学科发展的方向,但目前国内对拓扑优化方法在水利工程中的应用研究很少,为此,介绍了拓扑优化方法产生的背景及发展过程,通过对水工建筑物中最常见的混凝土重力坝剖面进行拓扑优化设计,并利用有限元分析软件ANSYS得出拓扑优化结果,表明了用拓扑优化方法进行剖面设计是可行的。     

环形拓扑快速追踪优化算法

针对电气网络中的环形拓扑，提出了一种新的优化追踪算法。在环形网络结构基础上，以有效功率方向为引导，进行拓扑分解与组合。通过串接式拓扑和桥形交叉式拓扑构造子图的讨论，揭示了拓扑死锁效应是因相互依赖关系造成的，因而引入分量交叉的优化追踪思想，并研究了追踪效率与追踪次序的相关性。利用子图监视哨实现了跳跃式追踪的算法流程。对某实际供电系统算例进行拓扑测试，表明优化追踪法比普通的全网追踪算法节省了234 ms，效率提高了74.76%。中小规模系统算例和中大规模系统算例结果表明了所述方法的高效性。     

基于Optistruct的重力坝拓扑优化应用研究

基于Optistruct的变密度法,结合应变能优化准则对实体重力坝非溢流坝段进行拓扑优化.优化结果表明,坝体的应力、安全系数等指标均满足规范要求,证明了拓扑优化在重力坝剖面优化中的可行性和有效性.并进一步对优化结果进行数据拟合,分别对传统直线断面、三次曲线断面和折线断面进行了静力分析,发现折线断面在满足规范要求的情况下,坝趾竖向压应力更小,更符合应用要求.     

土石方调配复杂网络建模与系统优化研究

在深入了解实际工程中土石方调配方法、特点的基础上,分析了现有调配模型中存在的问题和不足,并从物理过程模拟的角度,对调配中由开挖、填筑、中转、弃渣、料场开采、道路运输等组成的复杂网络进行抽象和简化,将其转化成为多组具有统一属性,并按一定规则排列和相互联系的“对象 - 道路 - 对象”模型,并采用实时参数检测和碰撞的思想,设立了相应的模拟控制方法,其大大简化了传统模型中复杂的建模和分析过程。在基本模型的基础上,运用反馈调节和循环优化的方法,建立了可实现整体优化和局部适应的土石方调配动态仿真模型。最后结合工程实例分析,印证了模型的可行性及优越性。     

基于变密度法的实体重力坝拓扑优化

以ABAQUS为优化平台,基于变密度法,采用SIMP插值和RAMP插值2种模型对实体重力坝进行断面优化,结果表明应用SIMP插值模型优化的坝体断面出现大量空洞且迭代次数多为50;RAMP插值模型优化的坝体断面符合实体重力坝坝形且迭代次数较少,证明RAMP插值模型更适用于实体重力坝优化。进一步对最优模型的下游进行直线和曲线拟合,并进行静力分析,结果表明优化模型符合实体重力坝的各项应力和稳定性指标,且坝体下游设计为曲线形比直线形更能缓和应力集中区,在实际应用中更优。     

深孔弧门三维拓扑优化应用研究

当前拓扑优化在水工闸门中的应用均为二维平面内的拓扑优化设计,未涉及闸门空间拓扑形式的问题。针对此,以某水电站工程深孔弧形钢闸门为例,基于连续体拓扑优化方法中的变密度法进行深孔弧门三维拓扑优化的应用研究,采用有限元软件对拓扑结果进行数值分析,并与工程中常用V型二支臂结构形式进行对比。结果表明采用三维拓扑优化得到的弧形闸门支臂最优拓扑构型为Y型树状结构,且在满足局部稳定要求前提下构建的箱型截面树状支臂结构承载能力满足规范要求。与规范中常用V型支臂结构进行对比分析,结果表明,拓扑优化的树枝状支臂结构整体位移减小15.8%,最大应力减小15%且整体分布更加均匀。三维拓扑优化方法可以应用于深孔弧形闸门的结构优化设计当中。     

磁传感器阵列测量大电流的传感器拓扑问题研究

磁传感器阵列通常以非接触方式安放在多导体系统的周围空间用来测量电流。为研究磁传感器阵列拓扑而引起的理论误差，基于离散傅里叶变换（DFT）的电流测量算法，建立了以求解系数矩阵条件数最小值为目标函数的磁传感器阵列拓扑优化模型，并提出了若干优化约束条件。该数学模型可以同时适用于交流和直流的多母排平行导体系统测量大电流。最后，以三相电流测量系统磁传感器拓扑的优化问题为例给出了求解步骤，MATLAB仿真与实验结果验证了优化数学模型的有效性。     

浅谈橡胶坝的防塌肩设计

枕式橡胶坝的塌肩一直是困扰大坝正常运行的问题,通过分析塌肩原因,提出有效解决这一问题的工程措施,并结合广西钦州市黄屋沟橡胶坝的设计加以介绍,针对滨海河流上橡胶坝的维修问题也提出了相应的解决办法.