發(fā)布時間：2024-04-13 02:15

　　[目的]船舶結(jié)構(gòu)極限承載能力不足會導(dǎo)致海損事故,為此提出改進(jìn)AK-MCS法,用于船舶結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度可靠性研究。[方法]通過引入信息熵中的學(xué)習(xí)函數(shù)H對樣本點進(jìn)行二次尋優(yōu),以提高最佳樣本點的質(zhì)量,從而提高Kriging模型的精度和更新效率;采用K折交叉驗證替代AK-MCS法的迭代停止準(zhǔn)則,解決原本迭代停止準(zhǔn)則過于保守的問題,以有效避免發(fā)生過學(xué)習(xí)和欠學(xué)習(xí)狀態(tài),從而以較少的樣本點訓(xùn)練Kriging模型,實現(xiàn)對極限狀態(tài)函數(shù)的高度擬合。使用非線性振蕩器數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗證,并將改進(jìn)AK-MCS法應(yīng)用于船舶板架的極限強(qiáng)度可靠性研究。[結(jié)果]仿真結(jié)果表明,改進(jìn)AK-MCS法調(diào)用有限元模型的次數(shù)比原方法減少了38%,驗證了改進(jìn)AK-MCS法的求解效率和精度。應(yīng)用結(jié)果表明,該方法的計算精度最高,且調(diào)用有限元仿真次數(shù)比原方法減少32%,驗證了改進(jìn)AK-MCS法在船舶板架極限強(qiáng)度可靠性研究中的適用性和高效性。[結(jié)論]使用改進(jìn)AK-MCS法研究船舶板架極限強(qiáng)度的可靠性,可評估船舶實際航行中局部結(jié)構(gòu)尤其局部較危險結(jié)構(gòu)的失效概率。

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1改進(jìn)AK-MCS方法流程圖

在實際工程應(yīng)用中，訓(xùn)練集中樣本點的響應(yīng)值往往需要通過耗時的有限元計算得到，訓(xùn)練集過大意味著計算成本巨大。而本文方法致力于以最少的樣本點建立具有足夠精度的Kriging模型，從而盡可能減少調(diào)用有限元模型的次數(shù)，縮減計算成本。1.7算例展示

圖2非線性振蕩器

為驗證本文提出的改進(jìn)AK-MCS方法的有效性和適用性，引用了文獻(xiàn)[8]的一個非線性振蕩器數(shù)學(xué)算例，其物理模型如圖2(a）所示。采用不同可靠性方法計算對比。該振蕩系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，如圖2所示。該模型的功能函數(shù)為[8]

圖3加筋板幾何示意圖

由縱骨和橫梁組成的板架結(jié)構(gòu)是船舶結(jié)構(gòu)的主要組成部分，因此有必要校核船舶板架的極限強(qiáng)度。在求解船舶板架的極限強(qiáng)度時，材料特性、板厚及載荷等都具有一定的隨機(jī)性，會對船體板架極限承載能力的計算結(jié)果產(chǎn)生影響，因此需要對船舶板架結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度可靠性進(jìn)行研究。本文將基于改進(jìn)的AK-MCS方法對....

圖4加筋板有限元模型以及焊接初始變形（比例因子為50)

該計算模型選用了縱向雙跨距的1/2+1+1/2單根加筋板模型，如圖4所示。本模型同時考慮了幾何尺寸與外載荷的不確定性，加筋板模型參數(shù)如表3所示。圖5為尺寸取設(shè)計值時加筋板在極限狀態(tài)下的有限元計算結(jié)果。

本文編號：3952325