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由于岔管结构复杂、受力条件较差,是水电站引水系统中最薄弱和最受关注的结构。在国外大型引水式水电站岔管中,月牙肋岔管的应用最为广泛。尽管国内外绝大多数的大型引水式水电站选用了月牙肋岔管,但是关于月牙肋岔管的设计方法和手段,仍然以人工为主,自动化程度不高。
当前结构优化设计已被广泛地应用于工程结构设计,人工智能也在不少专门领域显示出了相当出色的工作能力。但是,在岔管结构设计中依然没有采用这两种先进技术。尽管计算机和CAD技术的具体应用已给岔管的结构设计带来了很大的方便,但其只不过是工程设计人员的一种绘图工具。关于岔管系统的研究,国内外尚未见报道。因此,针对月牙肋岔管这种被广泛采用的特殊结构计算机智能自动化设计,寻求一种经济合理、实用方便、快捷高效的设计理论、方法和手段,实现其自动化设计,是十分迫切和必要的,具有先进的理论意义和重要的工程应用价值,以及显著的社会经济效益。
月牙肋岔管智能自动化设计系统包括四大子系统:①智能化体形优化设计系统一自动确定最佳体型和最优尺寸;②智能化结构分析系统一根据设计规范,自动完成结构强度和刚度分析,包括结构力学法和有限单元法;③智能化图形开发系统一根据体型优化设计结果,自动生成体型图和管节展开图等施工图;④智能化文字编辑系统一自动撰写设计报告。该系统可在几分钟内完成月牙肋岔管的设计任务。包括方案优选、体型优化、肋板的尺寸优化和特征方程的确定、应力分析、重量计算以及体型图的绘制、自动撰写设计报告等设计活动,均有计算机自动完成,实现了月牙肋岔管科学化、规范化、智能化、自动化设计。与常规设计相比,工作效率可以提高几万倍,可节省大量的人力、物力和财力。