發(fā)布時(shí)間：2017-04-16 19:28

  本文關(guān)鍵詞：大型油船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型油船作為海上原油運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ?結(jié)構(gòu)復(fù)雜,鋼材消耗量大,因此展開結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究,對(duì)減少鋼材用量,提高設(shè)計(jì)水平,有著重要意義。本文采用數(shù)學(xué)規(guī)劃的手段,對(duì)大型油船中部艙段結(jié)構(gòu)進(jìn)行了以減輕結(jié)構(gòu)重量為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。 本文研究了基于DNV規(guī)范的大型油船中剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。建立了能夠減少設(shè)計(jì)變量數(shù)量和提高優(yōu)化效率的優(yōu)化模型;改進(jìn)了相對(duì)差商法;建立了適用于中剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化的遺傳算法數(shù)學(xué)模型。對(duì)某15萬噸和29.9萬噸的兩條油船的中剖面進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算,優(yōu)化結(jié)果重量分別下降5.33%和6.46%。 在中剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本文研究了基于DNV規(guī)范的大型油船橫艙壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。提出了高效的優(yōu)化方案。優(yōu)化方法采用變尺度混沌算法。對(duì)某15萬噸和29.9萬噸的兩條油船的橫艙壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算,優(yōu)化結(jié)果重量分別下降4.86%和4.13%。 本文初步研究了基于直接計(jì)算法的大型油船整體艙段結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用ANSYS程序的APDL語言,建立了具有兩道縱艙壁且水平撐桿在側(cè)邊液艙的大型油船1/2+1+1/2艙段強(qiáng)度評(píng)估的參數(shù)化有限元模型,作為優(yōu)化的有限元分析平臺(tái);構(gòu)建了大型油船整體艙段結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型;實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化模型與ANSYS軟件之間接口聯(lián)接;通過均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)方法研究分析,確定了合適的特征樣本點(diǎn)進(jìn)行有限元分析;從而建立了設(shè)計(jì)變量和艙段結(jié)構(gòu)有關(guān)控制點(diǎn)應(yīng)力的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)面;采用相對(duì)差商法,最終提出了大型油船艙段結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。對(duì)某條29.9萬噸的超大型油船中部整體艙段結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算,結(jié)果顯示重量下降1.93%,體現(xiàn)了本優(yōu)化方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：大型油船 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 直接計(jì)算法 均勻設(shè)計(jì) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 響應(yīng)面
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：U674.133.1
【目錄】：

• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究的目的和意義8
• 1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 中剖面縱向構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)8-9
• 1.2.2 橫艙壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)9-10
• 1.3 國外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 從船舶的局部優(yōu)化到三維艙段優(yōu)化方面的進(jìn)展10-11
• 1.3.2 船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法進(jìn)展11-13
• 1.4 本文的研究內(nèi)容13-14
• 第二章 優(yōu)化方法的研究14-20
• 2.1 引言14
• 2.2 離散變量結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和難點(diǎn)14
• 2.3 優(yōu)化方法14-20
• 2.3.1 相對(duì)差商法14-17
• 2.3.1.1 基本思想15-16
• 2.3.1.2 搜索方向及步長的確定16-17
• 2.3.1.3 算法的計(jì)算步驟17
• 2.3.2 變尺度混沌算法17-20
• 2.3.2.1 關(guān)于混沌18
• 2.3.2.2 變尺度混沌算法18-20
• 第三章 大型油船中剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)20-56
• 3.1 引言20
• 3.2 已知條件20
• 3.2.1 已知量20
• 3.2.2 由規(guī)范確定最小尺寸的構(gòu)件20
• 3.3 設(shè)計(jì)變量20-24
• 3.3.1 設(shè)計(jì)變量的選取20-23
• 3.3.2 設(shè)計(jì)變量離散集的確定23
• 3.3.3 設(shè)計(jì)變量的構(gòu)件與相鄰其它同類構(gòu)件之間的關(guān)系23-24
• 3.4 目標(biāo)函數(shù)的建立24-25
• 3.5 約束條件的確定25-51
• 3.5.1 總強(qiáng)度約束25-26
• 3.5.1.1 中橫剖面關(guān)于橫向中和軸的剖面模數(shù)25-26
• 3.5.1.2 中橫剖面關(guān)于垂向中和軸的剖面模數(shù)26
• 3.5.1.3 中橫剖面關(guān)于橫向中和軸的慣性矩26
• 3.5.2 結(jié)構(gòu)尺寸界限約束26-44
• 3.5.2.1 底部結(jié)構(gòu)26-32
• 3.5.2.2 舷側(cè)結(jié)構(gòu)32-40
• 3.5.2.3 甲板結(jié)構(gòu)40-42
• 3.5.2.4 艙壁結(jié)構(gòu)42-44
• 3.5.3 局部穩(wěn)定性約束44-51
• 3.5.3.1 板的穩(wěn)定性約束44-47
• 3.5.3.2 扶強(qiáng)材的穩(wěn)定性約束47-51
• 3.6 優(yōu)化算法的改進(jìn)和運(yùn)用51-53
• 3.6.1 相對(duì)差商法的改進(jìn)51-52
• 3.6.2 遺傳算法優(yōu)化模型52-53
• 3.7 對(duì)某29.9萬噸油船中剖面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化53-55
• 3.8 本章小結(jié)55-56
• 第四章 大型油船橫艙壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)56-71
• 4.1 引言56
• 4.2 優(yōu)化策略56
• 4.3 己知條件56-58
• 4.3.1 已知量57
• 4.3.2 按規(guī)范計(jì)算出最小尺寸的構(gòu)件57-58
• 4.4 設(shè)計(jì)變量58
• 4.5 目標(biāo)函數(shù)58
• 4.6 約束條件58-68
• 4.6.1 橫艙壁板58-60
• 4.6.2 垂直扶強(qiáng)材結(jié)構(gòu)60-62
• 4.6.3 水平桁結(jié)構(gòu)62-66
• 4.6.4 局部穩(wěn)定性約束66-68
• 4.6.4.1 垂直扶強(qiáng)材的穩(wěn)定性約束66-67
• 4.6.4.2 水平桁的穩(wěn)定性約束67-68
• 4.6.5 工藝性約束68
• 4.7 某29.9萬噸油船橫艙壁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化結(jié)果68-70
• 4.8 本章小結(jié)70-71
• 第五章 基于直接計(jì)算法的大型油船整體艙段結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)71-106
• 5.1 引言71-72
• 5.2 優(yōu)化方案72-73
• 5.3 已知條件73
• 5.4 設(shè)計(jì)變量73-78
• 5.5 目標(biāo)函數(shù)78-79
• 5.6 約束函數(shù)79
• 5.7 艙段強(qiáng)度分析的參數(shù)化有限元模型79-89
• 5.7.1 自動(dòng)建立實(shí)體和單元79-82
• 5.7.2 自動(dòng)加載邊界條件82
• 5.7.3 自動(dòng)加載載荷工況82-84
• 5.7.4 自動(dòng)輸出計(jì)算結(jié)果84-85
• 5.7.5 某29.9萬噸油船的艙段有限元模型85-89
• 5.8 均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)89-94
• 5.8.1 均勻設(shè)計(jì)理論89-91
• 5.8.2 均勻設(shè)計(jì)表的構(gòu)造方法91-93
• 5.8.3 艙段優(yōu)化均勻設(shè)計(jì)93-94
• 5.9 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)面94-101
• 5.9.1 RBF網(wǎng)絡(luò)原理95-99
• 5.9.1.1 RBF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)95-96
• 5.9.1.2 RBF網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的正交最小二乘算法96-99
• 5.9.2 艙段優(yōu)化的 RBF網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)面99-101
• 5.10 優(yōu)化算例101-104
• 5.11 本章小結(jié)104-106
• 第六章 結(jié)論106-109
• 6.1 主要研究成果106-107
• 6.1.1 基于規(guī)范設(shè)計(jì)法的大型油船結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究成果106
• 6.1.2 基于直接計(jì)算法的大型油船結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究成果106-107
• 6.2 進(jìn)一步研究的建議107-109
• 附錄1 作為算例的某29.9萬噸油船中剖面相關(guān)數(shù)據(jù)109-115
• 附錄2 某29.9萬噸油船橫艙壁板列及肋板和加強(qiáng)筋的參數(shù)115-117
• 參考文獻(xiàn)117-120
• 致謝120-121
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文121

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王孟;載貨車車架輕量化設(shè)計(jì)方法研究與軟件開發(fā)[D];山東理工大學(xué);2011年

2 王從晶;全船結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];上海交通大學(xué);2011年

3 何勇;考慮動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的全船結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化研究[D];上海交通大學(xué);2012年

4 黃重陽;基于響應(yīng)面法的散貨船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2011年

5 田本濤;基于共同結(jié)構(gòu)規(guī)范的油船貨艙區(qū)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2006年

6 向林浩;基于等強(qiáng)度板格穩(wěn)定的船體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

7 胡琳琳;非鋼質(zhì)滑行艇的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

8 劉潔雪;基于響應(yīng)面法的集裝箱船優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];天津大學(xué);2008年

9 王艷艷;蟻群算法在油船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

10 周素素;全船結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];上海交通大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：大型油船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：311534