【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机辅助及仿真设计领域，特别涉及船坞折倒装置液压管路结构优化方法、装置及计算机设备。
技术介绍
1、随着船舶和海洋工程技术的发展，船舶制造装备也得到了较好的发展。船坞折倒机构在船坞内，成为船舶等海洋工程装备制造、维护检修的重要设施。然而，液压系统作为船坞折倒机构的关键子系统，其液压流道承受高压以及各种载荷震动，对其寿命造成影响。特别是孔径突变、拐弯等液流流动不顺畅的位置将引起强烈的液压激振。这些冲击不仅使流道壳体发生的强迫振动，而且使支撑结构发生强迫振动。严重影响着执行元件和液压系统中的各种关键元件的性能和寿命，增加系统的故障率，使液压系统的可靠性和稳定性下降。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种船坞折倒机构液压流道结构优化方法、装置及计算机设备，基于流体仿真分析、结构谐响应分析，采用“ai替代模型”和“体素法”进行有限元模拟，进行cfd拓扑优化等，结合理论模拟、仿真分析以及实验，基于增材制造技术，优化壳体内部流道形状和填充特殊设计的点阵结构来降低液压冲击，实现缓冲吸振设计。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
3、在一些实施例中，提供一种船坞折倒机构液压流道结构优化方法，所述液压流道结构基于增材制造技术，所述方法包括：
4、对液压流道结构的形状进行优化设计，所述优化设计包括采用曲线过渡设计替代钻孔工艺的流道；
5、采用流体仿真模块进行三维流场仿真分析，计算总压损失系数
6、根据所述总压损失系数和壁面压强，对所述曲线过渡设计进一步优化；
7、将进一步优化后的液压流道结构导入结构分析模块中，进行响应仿真分析，提取响应点加速度；
8、根据响应仿真分析中提取的响应点加速度和频响函数，得到液压流道结构的加速度频响曲线；
9、根据振动载荷特征在冲击发生处设计缓冲结构，所述振动载荷特征包括加速度频响曲线。
10、在一些实施例中，所述缓冲结构包括抽壳和填充点阵。
11、在一些实施例中，所述方法包括：根据谐振公式计算点阵的固有频率，通过点阵晶胞的类型、几何参数及分布密度调节所述点阵的固有频率，将点阵的固有频率和液压流道结构的固有频率组合，使得液压流道整体结构的固有频率与液流产生的振动频率相差大于预设阈值。
12、在一些实施例中，所述方法还包括：
13、在液压流道结构的壳体厚度、点阵模型确定后，组合壳体和点阵模型为液压流道整体结构，并对液压流道整体结构模型进行有限元模拟；
14、根据有限元模拟的结果，反向优化、迭代液压流道结构的壳体和点阵设计，使缓冲和减振性能达到设计要求。
15、在一些实施例中，所述对液压流道整体结构模型进行有限元模拟，包括：采用ai替代模型和体素法实施有限元模拟；
16、所述ai替代模型为通过人工智能算法对点阵结构进行属性参数的等效替代，将所述点阵结构等效为连续体，并在连续体基础上进行有限元模拟；
17、所述体素法是基于体素的三维建模方法，将液压流道结构划分为多个个立方体，然后根据立方体的位置和颜色信息来构建三维模型。
18、在一些实施例中，所述方法还包括：综合考虑吸振与导热性能进行点阵结构设计，所述点阵结构设计包括：
19、分析液压流道结构的热源、边界热条件及材料热导率、换热系数，建立考虑吸振、导热工况的简化胞元有限元模型；
20、对点阵胞元进行拓扑优化；
21、根据液压流道结构的流道表面摩擦力分布规律，选择性的在内壁与外壁之间布置吸振导热点阵。
22、在一些实施例中，所述根据液压流道结构的流道表面摩擦力分布规律，选择性的在内壁与外壁之间布置吸振导热点阵，包括：
23、在内壁摩擦力较大的区域进行结构加厚，并设计较多的吸振导热点阵；
24、在内壁摩擦力均匀或者较小的区域则采用吸振或者刚度最优点阵。
25、在一些实施例中，所述方法还包括，根据cfd的温度场分布结果，增设散热结构，所述散热结构为外部散热片、外部散热点阵、内部循环冷却系统中的一种或多种。
26、本申请一些实施例还提供一种船坞折倒机构液压流道结构优化装置，所述液压流道结构基于增材制造技术，所述装置包括：
27、液压流道结构的形状设计模块，用于对液压流道结构的形状进行优化设计，所述优化设计包括采用曲线过渡设计替代钻孔工艺的流道；
28、流体仿真模块，用于进行三维流场仿真分析，计算总压损失系数和壁面压强；
29、液压流道结构的优化设计模块，用于根据所述总压损失系数和壁面压强，对所述曲线过渡设计进一步优化；
30、结构分析模块，用于将进一步优化后的液压流道结构导入结构分析模块中，进行响应仿真分析，提取响应点加速度；
31、频响曲线获取模块，用于根据响应仿真分析中提取的响应点加速度和频响函数，得到液压流道结构的加速度频响曲线；
32、缓冲结构设计模块，用于根据振动载荷特征在冲击发生处设计缓冲结构。
33、本申请一些实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述的方法的步骤。
34、相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：在本申请的实施例中，船坞折倒机构液压流道结构基于增材制造技术，基于流体仿真分析、结构谐响应分析，采用“ai替代模型”和“体素法”进行有限元模拟，进行cfd拓扑优化等，优化壳体内部流道形状和填充特殊设计的点阵结构来降低液压冲击，实现船坞折倒机构液压流道结构的缓冲吸振设计，降低压力脉动和压力突变引起的振动噪声。
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1.一种船坞折倒机构液压流道结构优化方法，其特征在于，所述液压流道结构基于增材制造技术，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述缓冲结构包括抽壳和填充点阵。
3.根据权利要求2所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述方法包括：根据谐振公式计算点阵的固有频率，通过点阵晶胞的类型、几何参数及分布密度调节所述点阵的固有频率，将点阵的固有频率和液压流道结构的固有频率组合，使得液压流道整体结构的固有频率与液流产生的振动频率相差大于预设阈值。
4.根据权利要求3所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求4所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述对液压流道整体结构模型进行有限元模拟，包括：采用AI替代模型和体素法实施有限元模拟；
6.根据权利要求5所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述方法还包括：综合考虑吸振与导热性能进行点阵结构设计，所述点阵结构设计包括：
7.根据权利要求6所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述根据液压流道结构的流
8.根据权利要求7所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述方法还包括，根据CFD的温度场分布结果，增设散热结构，所述散热结构为外部散热片、外部散热点阵、内部循环冷却系统中的一种或多种。
9.一种船坞折倒机构液压流道结构优化装置，其特征在于，所述液压流道结构基于增材制造技术，所述装置包括：
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-8任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种船坞折倒机构液压流道结构优化方法，其特征在于，所述液压流道结构基于增材制造技术，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述缓冲结构包括抽壳和填充点阵。
3.根据权利要求2所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述方法包括：根据谐振公式计算点阵的固有频率，通过点阵晶胞的类型、几何参数及分布密度调节所述点阵的固有频率，将点阵的固有频率和液压流道结构的固有频率组合，使得液压流道整体结构的固有频率与液流产生的振动频率相差大于预设阈值。
4.根据权利要求3所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求4所述的液压流道结构优化方法，其特征在于，所述对液压流道整体结构模型进行有限元模拟，包括：采用ai替代模型和体素法实施有限元模拟；
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：毋迪，赖奇暐，胡军华，张宇，毛旭耀，伍健，武朝，张润林，向超，曾保平，龚亚军，刘贻欧，曾利建，王博，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：
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