本文關(guān)鍵詞：基于參數(shù)化有限元的潛水器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 資源一直是各個國家生存和發(fā)展的基礎(chǔ),資源的爭奪早已成為各國的重要任務(wù)。陸地上資源的開采已明顯不能滿足人類的需要,人類逐漸將目光轉(zhuǎn)向資源豐富的海洋,海洋資源開發(fā)開始成為各沿海國家競爭的焦點。潛水器作為一種新型的水下作業(yè)工具,越來越多地被人類應(yīng)用于科學(xué)研究、海底探索及資源勘查等方面。隨著海洋開發(fā)的不斷深入,對下潛深度大、續(xù)航能力強、探測范圍廣的潛水器需求也越來越強烈。由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及工作環(huán)境的特殊性,潛水器的總重量一直是對其整體性能影響較大的因素之一。因此,對潛水器結(jié)構(gòu)進行合理的優(yōu)化設(shè)計顯得尤為必要。 潛水器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,主要包括耐壓結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計與非耐壓結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。在耐壓結(jié)構(gòu)的優(yōu)化部分,以潛水器電池艙為例,本文在前人研究的基礎(chǔ)上,利用ANSYS軟件內(nèi)部的APDL語言對環(huán)肋圓柱殼進行實體參數(shù)化有限元建模,計算分析得到其強度及穩(wěn)定性特征,并根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范應(yīng)用多島遺傳算法,運用iSIGHT優(yōu)化軟件進行優(yōu)化設(shè)計,得出理想的結(jié)果;本文建立了帶有開孔補強的半球封頭的實體有限元模型,進行了強度校核和穩(wěn)定分析的計算,并根據(jù)規(guī)范利用模擬退火算法對其進行優(yōu)化,得出優(yōu)化后的模型參數(shù);最后,對潛水器的結(jié)構(gòu)承載框架進行整體的建模,在母船系固和雙點吊放兩種典型工況下進行強度與剛度特性分析,并在此基礎(chǔ)上,對框架的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。 本文旨在通過對潛水器結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的研究,選取效率最高的優(yōu)化方法,在潛水器結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范的同時,最大限度地減輕潛水器結(jié)構(gòu)重量,為日后潛水器的設(shè)計及校核工作提供參考。
【關(guān)鍵詞】：潛水器 環(huán)肋圓柱殼 開孔補強 承載框架 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：U674.941
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 論文研究背景及意義11-16
• 1.2.1 潛水器耐壓結(jié)構(gòu)的研究狀況12-13
• 1.2.2 具有開孔補強的半球封頭的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 潛水器框架結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 優(yōu)化設(shè)計理論18-30
• 2.1 優(yōu)化基本要素18-20
• 2.1.1 優(yōu)化變量18-19
• 2.1.2 目標(biāo)函數(shù)19
• 2.1.3 約束條件19-20
• 2.2 優(yōu)化問題的分類20-21
• 2.3 智能優(yōu)化方法介紹21-27
• 2.4 iSIGHT 軟件相關(guān)應(yīng)用27-29
• 2.4.1 iSIGHT 軟件的介紹27
• 2.4.2 iSIGHT 軟件與ANSYS 軟件的集成27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 潛水器環(huán)肋耐壓殼的優(yōu)化設(shè)計30-42
• 3.1 APDL 語言介紹30-31
• 3.2 環(huán)肋圓柱殼強度穩(wěn)定性分析31-36
• 3.2.1 參數(shù)化模型的建立31-33
• 3.2.2 環(huán)肋圓柱殼強度分析33-34
• 3.2.3 環(huán)肋圓柱殼穩(wěn)定性分析34-36
• 3.3 環(huán)肋圓柱殼的優(yōu)化分析36-41
• 3.3.1 優(yōu)化參數(shù)的設(shè)定36-37
• 3.3.2 優(yōu)化結(jié)果分析37-41
• 3.4 本章總結(jié)41-42
• 第4章 帶有開孔補強的半球封頭優(yōu)化設(shè)計42-55
• 4.1 開孔補強的介紹42-45
• 4.1.1 開孔補強形式42-44
• 4.1.2 補強結(jié)構(gòu)44-45
• 4.2 半球封頭的強度穩(wěn)定性分析45-49
• 4.2.1 參數(shù)化模型的建立45-47
• 4.2.2 半球封頭強度分析47
• 4.2.3 半球封頭穩(wěn)定性分析47-49
• 4.3 半球封頭模型的優(yōu)化49-54
• 4.3.1 優(yōu)化參數(shù)設(shè)定49
• 4.3.2 優(yōu)化結(jié)果分析49-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 潛水器承載框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化55-73
• 5.1 框架結(jié)構(gòu)的形式55
• 5.2 框架結(jié)構(gòu)的材料55-56
• 5.3 框架結(jié)構(gòu)的強度剛度計算分析56-62
• 5.3.1 計算工況56-57
• 5.3.2 計算方法57-58
• 5.3.3 參數(shù)化有限元模型的建立58-59
• 5.3.4 施加載荷59-62
• 5.4 計算結(jié)果及分析62-66
• 5.4.1 母船系固工況計算結(jié)果62-63
• 5.4.2 雙點吊放工況計算結(jié)果63-64
• 5.4.3 結(jié)果分析64-66
• 5.5 承載框架的優(yōu)化66-72
• 5.5.1 優(yōu)化參數(shù)設(shè)定66-67
• 5.5.2 優(yōu)化結(jié)果分析67-72
• 5.6 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻75-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果79-80
• 致謝80

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 童輝;魏世丞;陳永雄;劉玉欣;劉毅;徐濱士;;鋼質(zhì)潛水器表面防護的研究和發(fā)展現(xiàn)狀[J];中國表面工程;2012年05期

2 馮亮;佟福山;;基于強度穩(wěn)定綜合理論的深海潛器耐壓圓柱殼極限強度的解算[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報;2012年02期

3 賀國;王豪;史日安;;一種船用超聲液位傳感器的優(yōu)化設(shè)計模型[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2012年05期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馮亮;基于強度穩(wěn)定綜合理論的船體結(jié)構(gòu)極限強度研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 許磊;基于參數(shù)化建模的散貨船有限元分析及優(yōu)化[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：基于參數(shù)化有限元的潛水器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：321088