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天津大學
碩士學位論文
基于響應面法的集裝箱船優(yōu)化設(shè)計研究
姓名:劉潔雪
申請學位級別:碩士
專業(yè):船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計制造
指導教師:徐慧
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中文摘要
隨著全球貿(mào)易的快速增長,以高效、便捷為特點的集裝箱船運輸逐漸贏得了
運輸市場,并成為航運業(yè)發(fā)展的主流。由于集裝箱船具有寬大的開口,因扭轉(zhuǎn)而
產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)破壞成為集裝箱船結(jié)構(gòu)破壞的主要因素。因此,在滿足扭轉(zhuǎn)強度要求
的條件下,進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計以提高其經(jīng)濟性成為造船界普遍關(guān)心的問題。
為了更加有效、合理、簡潔地分析集裝箱船的扭轉(zhuǎn)力學特性,本文首次將響
應面的概念引入到船舶優(yōu)化問題中,用響應面函數(shù)模擬集裝箱船在純扭轉(zhuǎn)狀態(tài)下
的應力狀態(tài)。利用有限元方法建立集裝箱船艙段模型,通過敏感度分析,選取合
適的響應面自變量,運用正交試驗方法模擬集裝箱船受力之后的力學行為,,建立
了以舷側(cè)外板厚、內(nèi)殼板厚、底板厚、甲板邊板厚、雙層底高度和雙舷側(cè)寬度為
自變量的最大應力值二次響應面函數(shù)。
論文對該響應面函數(shù)在集裝箱船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中具體應用進行較深入的研
究,建立了以結(jié)構(gòu)重量最小為優(yōu)化目標、以應力響應面函數(shù)及集裝箱船舶設(shè)計規(guī)
范的要求為約束條件、以罰函數(shù)法與分枝界定法相結(jié)合的約束非線性混合整數(shù)優(yōu)
化法為求解手段的集裝箱船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型,并對某700箱集裝箱船進行了中
剖面的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化后船體中部一個貨艙段的重量下降7.
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本文編號:226497
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