基于拓扑优化方法的海洋柔性管缆限弯器新型设计研究

限弯器是保护海洋柔顺性管缆端部连接处在位过程中避免破坏的重要海洋工程装备之一.传统限弯器的结构形式较为固定,而且设计方法仅仅依赖于尺寸设计,因此,传统限弯器结构设计通常偏于保守且经济性较差.本文提出一种基于拓扑优化理论的限弯器结构优化设计方法.基于传统限弯器结构几何形式定义设计变量空间,以柔度最小化为优化目标,在强度约束的条件下构建优化列式.通过该优化设计方法可以在初始设计阶段实现限弯器的新构型结构设计.同时,开展优化结构与原始结构的数值模拟分析,通过力学性能分析对比发现:在相同的工况荷载下,优化后的限弯器结构整体质量降低了16.0％,承载能力提高了18.6％.