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基于直接计算的大型油船结构优化设计

邵雄飞

   近年来新建的油船以大型油船为主,结构复杂,钢材消耗量极大,因此研究大型油船的结构优化设计对减少钢材用量,提高设计水平有着重要意义。本文以有限元为基础,研究了大型油船舱段结构整体优化,开发了具有实用性的基于直接计算的大型油船结构优化设计平台。 本文研究了基于DNV(挪威规范)的大型油船横向构件的优化设计。将横向构件简化为T型材,采用变尺度混沌算法作为优化方法,对某30万吨油船的横向构件进行优化设计,优化结果重量下降了8.77%,为研究基于直接计算的大型油船结构优化打下了基础。 本文综合有限元、均匀设计、神经网络和离散粒子群优化算法提出了基于直接计算的大型油船结构优化设计方案,构建了用于优化的数学模型。按照JTP规范(双壳油船共同规范),采用有限元软件ANSYS的APDL语言,建立了大型油船三舱段的舱段强度评估参数化有限元模型,作为用于优化的有限元分析平台;通过均匀设计方法确定了合适的样本点进行有限元分析;进而建立了设计变量和控制点应力响应的神经网络响应面;采用离散粒子群算法对某30万吨大型油船中部舱段结构整体进行了优化计算,并回代有限元模型进行应力评估,在满足所有应力衡准的情况下,优化结果显示重量下降了3.64%。 本文在上述工作的基础上,按照软件方法学的原理,将各个模块集成为一个基于直接计算的大型油船结构优化平台OTSFEM,并开发了交互良好的人机界面。……   
[关键词]:大型油船;结构优化;直接计算;均匀设计;神经网络;离散粒子群算法
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:江苏科技大学2007年