本文關鍵詞：基于魯棒性的船體中橫剖面多目標優(yōu)化

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【摘要】：常規(guī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中,由于未考慮設計變量等不確定性因素的影響,所得的常規(guī)優(yōu)化解往往會處在可行域的邊緣上,一旦設計變量發(fā)生波動變化時,這些解會發(fā)生偏離可行域從而變成非可行解的危險。魯棒性設計是指通過調(diào)整產(chǎn)品設計變量的大小,從而降低產(chǎn)品質(zhì)量對可控因子或者不可控因子擾動的敏感性,當可控因子和不可控因子出現(xiàn)偏差時,產(chǎn)品質(zhì)量依然可以滿足設計要求的方法。魯棒性設計的思想已在船舶優(yōu)化設計中得到應用,但是在許多應用中,船體結(jié)構(gòu)特性和載荷響應往往采用經(jīng)驗公式得到,船體結(jié)構(gòu)由于本身構(gòu)造和施加載荷的復雜性,結(jié)構(gòu)特性和載荷響應也會變得非常復雜,若果采用公式的方法簡單地描述兩者,將會忽略船體結(jié)構(gòu)之間以及載荷之間的相互影響和相互作用,致使優(yōu)化結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差,因而有必要采用有限元方法來進行船體結(jié)構(gòu)分析,來精確分析其結(jié)構(gòu)特性和結(jié)構(gòu)響應,作為船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標函數(shù)值或約束特性值。本文將魯棒優(yōu)化的思想與有限元分析相結(jié)合,提出了一種以有限元分析結(jié)果為基礎的魯棒性優(yōu)化方法。論文的主要研究工作和內(nèi)容如下:首先,闡述魯棒性的基礎理論,魯棒性設計的原理,目標,設計原則及相應的設計流程,分類介紹了傳統(tǒng)的魯棒性設計方法。在以上基礎上,基于Matlab軟件編寫了一種搜索魯棒最優(yōu)解的多目標粒子群優(yōu)化算法。然后,將粒子群優(yōu)化算法與有限元分析相結(jié)合,針對多用途船貨倉區(qū)域三艙段模型進行分別以重量和最大應力為目標的單目標優(yōu)化。再次,為提高所提魯棒性設計方法在船舶優(yōu)化中的可用性,利用支持向量機方法建立艙段的近似模型,并對支持向量機的重要參數(shù)進行優(yōu)化,從而達到提高支持向量機的性能和近似模型的精度的目的,收到滿意的結(jié)果。最后,將本文提出的搜索魯棒最優(yōu)解的多目標粒子群優(yōu)化算法與高精度的艙段支持向量機近似模型相結(jié)合,完成該艙段的中橫剖面的魯棒性優(yōu)化設計,并將魯棒性設計結(jié)果與傳統(tǒng)優(yōu)化設計結(jié)果進行對比。通過魯棒性優(yōu)化設計的結(jié)果表明,中橫剖面的魯棒性變得更好,艙段的最大應力以及其對設計變量的敏感性均有較大程度的降低,同時支持向量機近似模型的使用大大減少了優(yōu)化過程中時間的消耗,增加了所提方法的可行性。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U662

【二級參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 馬彥輝;基于GLM的非正態(tài)響應穩(wěn)健設計研究[D];天津大學;2008年

2 董榮梅;面向工程不確定問題的穩(wěn)健優(yōu)化設計理論與方法研究[D];大連理工大學;2010年

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本文編號：1294826