本文關(guān)鍵詞：鋁合金加筋板結(jié)構(gòu)軸壓極限強(qiáng)度研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著船舶高速化和輕量化的發(fā)展,鋁合金材料在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。鋁合金加筋板是船體結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分,它綜合了鋁合金材料密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕、易成型等優(yōu)點(diǎn)和加筋板結(jié)構(gòu)后屈曲承載能力較好的優(yōu)點(diǎn)。但是鋁合金加筋板也有其自身局限性,主要體現(xiàn)在穩(wěn)定性差、易發(fā)生屈曲失穩(wěn)以及加工成本較高兩方面。因此,鋁合金加筋板的安全性和經(jīng)濟(jì)性是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段需要解決的重要問(wèn)題。近幾年船舶領(lǐng)域發(fā)生的災(zāi)難性事故使人們開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)承載能力評(píng)估方法進(jìn)行重新審視。船體及其組成結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)度,即結(jié)構(gòu)最終發(fā)生屈曲失穩(wěn)時(shí)的真實(shí)強(qiáng)度越來(lái)越被重視。因此,基于極限強(qiáng)度進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全評(píng)估更為合理。論文的主要工作一方面是對(duì)鋁合金加筋板的軸壓極限強(qiáng)度進(jìn)行較為深入的研究,另一方面是基于極限強(qiáng)度對(duì)鋁合金加筋板進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),具體研究?jī)?nèi)容如下:1.論文引入了廣義切線模量理論來(lái)對(duì)鋁合金加筋板進(jìn)行軸壓極限強(qiáng)度研究,并結(jié)合加筋板自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),推導(dǎo)了適用的協(xié)調(diào)參數(shù)、極限彎矩系數(shù)、結(jié)構(gòu)相對(duì)初始撓度等相關(guān)參數(shù)的解析算式;2.運(yùn)用ABAQUS有限元軟件對(duì)鋁合金加筋板進(jìn)行非線性有限元屈曲分析,并將分析結(jié)果與廣義切線模量理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)一步驗(yàn)證了論文理論方法的可靠性;3.在以上研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)鋁合金加筋板的極限強(qiáng)度建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并將其應(yīng)用于加筋板極限強(qiáng)度的各影響參數(shù)分析,比較和篩選出對(duì)極限強(qiáng)度影響較大的變量,以指導(dǎo)加筋板結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì);4.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法對(duì)鋁合金加筋板進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并應(yīng)用MATLAB實(shí)現(xiàn)優(yōu)化程序的編程和運(yùn)行。論文把對(duì)極限強(qiáng)度影響較大的參數(shù)作為優(yōu)化變量,把BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)輸出用于遺傳算法中適應(yīng)度值計(jì)算,在滿足各項(xiàng)約束條件并保證極限強(qiáng)度不降低的前提下,尋求質(zhì)量最小的鋁合金加筋板結(jié)構(gòu),以達(dá)到充分發(fā)揮鋁合金材料利用率、提高結(jié)構(gòu)效率的目的。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U661.43
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本文編號(hào)：1148762