结构优化是一种在结构满足稳定、应力、抗裂等约束条件下,使工程结构最优或造价(工程量)最小的设计方法。它不仅可以降低结构重量和材料成本,而且可以改进结构的强度、刚度、振动特性、屈曲稳定等性能,是计算力学和现代化设计制造领域的重要研究方向。作为水利水电工程一般投资巨大,失事后后果严重,故应用现代的结构优化技术对其进行优化,不仅可以为国家节省大量资金,而且可以为工程本身提供一种技术保证。 本文在分析了优化技术的发展历史及在水利水电工程中应用,比较了他们的优缺点后,应用现阶段优化方法的热点——ANSYS参数化设计语言(APDL)和遗传算法(GA),并将其应用到了水利水电工程中来,由于其方法本身的缺点,使得这一方法迭代速度较慢,为了解决这一缺点,寻找一种快速准确的寻优方法,研究了将遗传算法与其结合,提出一种新的优化方法——遗传有限元优化方法,通过实践证明,这种方法是可行有效的。本文主要做了以下主要工作: 1、运用ANSYS参数化设计语言(APDL),进行了重力坝的体形优化研究,并开发了相应优化程序。 2、基于ANSYS参数化设计语言(APDL)和遗传算法的重力坝体形优化,借助于大型有限元软件ANSYS和智能算法(遗传算法)实现了重力坝体形优化。 3、重力坝坝基和坝体弹性模量的确定是一个非常复杂的问题,它们的大小直接影响大坝的稳定和安全,是保证大坝安全的先决条件。本文应用ANSYS参数化设计语言(APDL)对重力坝弹性模量进行了反演分析。 4、液压柔性翻板闸门是一种新型的闸门形式,它借助于橡胶袋中注入的强大水的压力,撑起闸门,起到拦河蓄水的目的,闸门在开启时通过逐渐释放其中的水压力,有如翻转倾倒之势,因此就被称之为“液压柔性翻板闸门”。本文在研究了现有模型的基础上,运用现今先进优化技术对其进行了优化研究。 5、最后,总结了本文的研究工作,分析了研究的不足之处,并对今后的研究进行了展望。