在水利水电工程中,平面钢闸门是应用最早、最广泛的闸门型式之一。因其结构简单,制造、安装、维修方便,有互换性等优点,而广泛应用于水利水电工程的泄水系统、引水发电系统、灌溉系统、航运系统等。 平面钢闸门是一种具有很强的空间效应的结构,应采用空间有限元对其结构的整体工作性能进行计算分析。闸门在启闭过程或局部开启时,甚至在关闭挡水时,常常产生振动,振动有时会达到相当严重的情况,从而可能引起闸门的振动破坏,因此,对闸门进行考虑流固耦合效应下的动力特性分析和设计十分必要。与传统的设计方法相比,优化设计不仅加快了设计速度,节省了投资,而且还提高了设计质量。 本文利用有限元分析软件ANSYS基于APDL参数化设计语言的有限元技术对闸门进行了静力分析和考虑流固耦合效应的不同工况下的动力特性分析,并在此基础上,利用ANSYS优化模块,建立了静力优化和动力优化设计模型,并对工程实例进行了计算。算例表明,所建模型合理,优化结果有意义。文中所作结论对平面钢闸门的设计有指导意义。