面向灌区的翻转式闸门有限元分析及结构轻量化设计

发布时间：2021-11-29 10:06

　　水资源短缺在我国是一个较为严重的问题。在我国的总用水量中,农业用水占70%,渠灌区用水效率仅有30%～40%,与发达国家的70%～90%相比水资源浪费较为严重。因此,农业灌溉实施计量管理是提高我国农业水资源利用率的有效途径。翻转式闸门通过调节闸门的开启角度可以实现对水流量的监测与控制,保障水流状态为自由流,因而这种门型的计量精度较高,适合在农业灌溉工程中应用。而目前我国渠灌区的翻转式闸门主要从澳大利亚进口,其成本高、安装使用条件较为苛刻,因此,翻转式闸门的国产化迫在眉睫。本文针对山西中部引黄工程中某两种型号的翻转式闸门进行有限元分析及结构轻量化设计。首先,针对翻转式铝合金闸门的结构特点,以减轻闸门重量为目标,采用APDL参数化设计语言对其进行参数化有限元建模及分析,并利用ANSYS对其进行结构的轻量化设计。文中对于翻转式铝合金闸门优化方法的选择是通过结合ANSYS优化模块中的随机法、搜索法和一阶法,生成一种组合优化算法,该方法在优化的前期全局搜索能力强,在优化的后期具有良好的局部寻优能力。优化结果表明,组合优化算法与传统的优化方法相比效果更好,且用时更少。最终,翻转式铝合金闸门的重量减... 

【文章来源】：北方工业大学北京市

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２澳大利亚ＲＵＢ丨ＣＯＮ公司的Ｆｌｕｍｅ?Ｇａｔｅ??１．１．３国内外研究现状??

图２－１机械优化设计流程图??在传统的设计过程中，通常是根据人工经验或类比分析的方法，这样间长，增加设计周期，而且优化方法也较为单一。而机械优化设计则是论与计算机结合，借助计算机运算的高效性来求解最佳的设计方案。相的设计方法，机械优化设计有几个明显的优点：降低机械产品的制造能够有效提高产品的机械性能；优化设计过程得到的大量数据有助于对８??

第二章基本理论??；格雷码编码是二进制编码的一种改进形式，它不仅具备二进制编码的高了遗传算法的局部搜索能力；实数编码适用于多维、高精度要求的连化问题，且便于与其他优化方法结合；符号编码是将编码取一个无数值代码含义的符号集，便于在遗传算法中利用问题的专业知识及相关算法（２）生成初始种群。遗传算法对变量进行编码后，需要随机产生Ｎ个为初始种群，并以此初始种群作为起点进行优化迭代。??（３）计算适应度函数值。遗传算法通过适应度函数值来判断个体的优度函数值越大，则个体对环境的适应能力越强。遗传算法中一般将优化数作为适应度函数。??

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3526314