平板闸门结构简单、制造安装方便,在灌区水资源调配中起到重要作用。本课题开发了一种灌区用新型钢闸门,该闸门控制基于物联网,可以实现电脑、手机等终端远程操作,不仅能实现闸门启闭,还具有控制流量,水位监测等功能。闸门由伺服电机驱动,为了降低提升力,需要对闸门进行轻量化设计。对闸门系统的各个部分进行了分析与计算,在原有的提升装置的基础上提出了一种新型的提升方式,该提升方式克服了以往螺杆式启闭容易弯曲以及卷扬式启闭方式不能提供闭门力的缺点,并且将两种提升方式的优点相结合,提高了平板钢闸门的适用性。传统的闸门设计方法忽视了闸门整体的受力特点,将闸门整体分开成单个部件设计以及校核,这就造成了有些地方设计的比较保守,而有些地方则有可能安全裕度不足,造成工程事故。计算机技术的进步促进了有限元技术的发展,有限元分析技术是利用相互作用的有限数量的单元去逼近真实系统的计算方法。本课题是基于ANSYS有限元分析软件对灌区用新型钢闸门进行仿真计算。利用二次开发语言APDL建立闸门参数化模型,按照最危险工况,即闸前水位为闸门高闸后水位为0施加约束和梯度载荷,对闸门静力学分析。通过理论分析,优化结构参数,在闸门质量轻量化之前优化闸门横梁分布,使其分布更加合理,然后再以闸门质量最小为目标函数,以闸门应力和挠度为约束条件轻量化设计。本文提出了一种利用ANSYS和试验设计软件Design-Expert联合仿真的优化方法。利用Design-Expert建立试验设计表,用ANSYS对参数进行计算得出各参数组下闸门质量、应力、挠度。拟合闸门质量、应力、挠度的数学模型,最后以闸门质量为目标函数,以应力和挠度为约束条件优化,优化结果与ANSYS仿真相比较,结果大致相同。经过优化后,闸门在满足应力和挠度的条件下质量下降约为20%,闸门质量降低减少了制造成本,降低了电机启闭力,节约了资源。有限元分析优化方法为闸门设计和校核提供了理论依据,促进了灌区闸门的发展。