1、人字閘門是一種比較復雜的空間梁板結構,廣泛應用于水利工程中。目前閘門的設計方法主要是將各構件簡化成平面桿件,采用傳統(tǒng)規(guī)范來設計,但該方法不能反映出閘門的實際工作性能。本文基于虛擬樣機技術,結合某實際工程中大型人字門船閘所涉及的關鍵問題,分析了人字閘門的工作方式和受力特點,建立了其三維結構仿真模型,并對船閘系統(tǒng)進行了動態(tài)仿真及輕量化設計,最后研究了船舶撞擊作用下的人字閘門的動態(tài)力學性能。具體內容如下:
　　(1)基于虛擬樣機技術,運

2、用 ADAMS動力學仿真分析軟件對人字門船閘系統(tǒng)進行了動態(tài)仿真,分析了人字門船閘系統(tǒng)中關鍵零部件的的速度、位移以及力學特征信息。以動態(tài)分析得出的運動學及力學參數(shù)為輸入條件,對閘門中啟閉機連接座以及底樞關鍵構件強度進行了分析,整體評價了人字門船閘系統(tǒng)的運行狀態(tài)。
　　(2)采用集成優(yōu)化技術,結合動態(tài)分析得出的人字門船閘關鍵構件運行現(xiàn)狀,運用Isight與Ansys軟件集成優(yōu)化平臺建立了以某船閘人字門輕量化為優(yōu)化目標,以人字門主次橫梁

3、、背拉桿截面和面板、腹板厚度參數(shù)為設計變量,以人字閘門的等效應力強度和低階模態(tài)自振頻率為評價指標的優(yōu)化模型。通過對船閘人字門模型進行了輕量化優(yōu)化分析,得出了一組滿意的參數(shù)組合。
　　(3)基于瞬態(tài)動力學有限元的基本理論,運用ANSYS/LS-DYNA瞬態(tài)動力學軟件,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。詳細分析了撞擊荷載作用下閘門撞擊部位以及主要構件的(面板、主梁、縱梁和背拉桿)的應力應變規(guī)律,為閘門維