解析船舶结构优化设计的方法

发布 2021-05-30 22:25:28 阅读 8913

摘要:船舶结构设计对船舶的应用性有着很大的意义。船舶结构设计的优化方法主要有经典优化设计的数学规划法、多目标模糊优化设计法、基于可靠性的优化设计法、智能型优化设计法等。

在进行具体的船舶结构优化设计时,必须要与实际工程的特点相符合,同时结合计算机技术、现代数学理论等。本文主要介绍了船舶结构优化设计的几种方法,及其在实现船舶结构的优化、实现船舶的性能最大化中的优缺点。中国**网

关健词:船舶结构;优化;设计方法。

在船舶结构直接计算中,外载荷(包括波浪压力、砰击载荷、货物压力、晃荡载荷、波浪弯矩、剪力和扭矩等)[1]的计算都依赖于经验公式,不管是采用全船的计算模型还是采用舱段的计算模型,目前情况下很难得到一个完全平衡的外载荷力系。由于船舶结构是一个复杂的空间结构,直接计算时,有限元模型中节点数、单元数十分庞大,载荷计算的累计误差使得寻求一个完全平衡的外载荷力系的工作更加困难。在这种情况下,施加合理、合适的边界条件变得十分重要,因为约束点产生的很大的反力严重地影响(改变)了结构的实际受力状态。

边界条件对于计算的结果有重大的影响,而边界条件的确定取决于对结构受力和变形状态的判断以及分析者的经验,其中人为的因素较多。也许可以认为根据stvenant原理,由于约束点距离我们最关心的部位较远,对应力分布的计算结果的影响有限,但是这样得到的结果毕竟是不甚合理的。因此用有限元方法计算船舶结构强度时,为了得到比较准确的变形和应力结果,可能需要特殊的处理方法。

目前的研究中有采用惯性释放的方法[2],此方法用结构的惯性力来平衡外力,由于人为的施加外载荷,虽然在大多数情况下,都经过了节点力的调整,但作用在船体的力系仍然不是平衡力系,根据达朗贝尔原理,利用惯性力使整个力系达到平衡。也有研究整船有限元模型自动加载技术的[3],这些研究都需要经过节点力的调整和惯性平衡力计算的多次叠代,对船舶要进行浮态调整,实现起来,比较繁琐。

船舶结构优化设计方法的研究

作者 赵明超吴桂军徐光旗。科学与技术 2018年第24期。摘要 社会经济的发展和科学技术的进步极大地推动了我国船舶制造行业的发展。船舶制造不管是在生产工艺和技术,还是在生产质量和效率方面都实现了飞跃。船舶是海运的基本交通工具,船舶制造的进步保证了海洋运输的安全。优化船舶结构是相关领域专家研究的重要课...

关于船舶结构优化设计方法的研究

作者 姜奎富武爽冯欣。科学与财富 2017年第36期。摘要 随着科学技术在船舶制造中应用的逐渐普及,我国的船舶制造工艺 质量 效率等都有了进一步提高,为海上运输的安全性提供了有力保障。为了更好地优化船舶内部结构设计,使之更加符合时代的发展需求,就必须要在提高现有优化方法的基础上,重视对新理念 新方法...

船舶结构优化设计方法比较研究

作者 高占锋。中国水运 2017年第11期。摘要 本文从经典优化算法 启发式优化算法等两个方面综述了船舶结构优化设计方法的内容 优点和不足,指出了启发式算法较经典算法更适合船舶的结构设计优化。并提出了动态 模型是弥补启发式算法耗时过久的不足,也是当前船舶优化设计的研究重点,在指导实践研究具有积极的现...