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大型油船结构优化设计研究

郭小东

  大型油船作为海上原油运输的主要工具,结构复杂,钢材消耗量大,因此展开结构优化研究,对减少钢材用量,提高设计水平,有着重要意义。本文采用数学规划的手段,对大型油船中部舱段结构进行了以减轻结构重量为目标的优化设计研究。本文研究了基于DNV规范的大型油船中剖面结构优化设计。建立了能够减少设计变量数量和提高优化效率的优化模型;改进了相对差商法;建立了适用于中剖面结构优化的遗传算法数学模型。对某15万吨和29.9万吨的两条油船的中剖面进行了优化计算,优化结果重量分别下降5.33%和6.46%。在中剖面结构优化设计的基础上,本文研究了基于DNV规范的大型油船横舱壁结构优化设计。提出了高效的优化方案。优化方法采用变尺度混沌算法。对某15万吨和29.9万吨的两条油船的横舱壁结构进行了优化计算,优化结果重量分别下降4.86%和4.13%。本文初步研究了基于直接计算法的大型油船整体舱段结构优化设计。采用ANSYS程序的APDL语言,建立了具有两道纵舱壁且水平撑杆在侧边液舱的大型油船1/2+1+1/2舱段强度评估的参数化有限元模型,作为优化的有限元分析平台;构建了大型油船整体舱段结构优化模型;实现了优化模型与ANSYS软件之间接口联接;通过均匀实验设计方法研究分析,确定了合适的特征样本点进行有限元分析;从而建立了设计变量和舱段结构有关控制点应力的径向基神经网络响应面;采用相对差商法,最终提出了大型油船舱段结构优化方案。对某条29.9万吨的超大型油船中部整体舱段结构进行了优化计算,结果显示重量下降1.93%,体现了本优化方案的可行性。……   
[关键词]:大型油船;结构优化;直接计算法;均匀设计;神经网络;响应面
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:江苏科技大学2006年