超长舱段加筋圆柱壳结构优化设计.pdf

《超长舱段加筋圆柱壳结构优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第20卷第1-2期船舶力学V01．20No．1—22016年2月JournalofShipMechanicsFeb．2016文章编号：1007—7294(2016)01-0137-05超长舱段加筋圆柱壳结构优化设计黄加强(海军驻武汉719所军事代表室，武汉430064)摘要：针对超长舱段加筋圆柱壳结构，分别基于等刚度和变刚度的设计理念，采用遗传算法对其结构进行优化设计研究，探究了不同分段方案以及不同材料参数对其优化设计方案的影响，优化结果表明，当材料的屈服强度较低时，由于受到强度条件限制，分别采用变刚度和等刚度的设计理念优化得到结构方案差异

2、较小；而当采用高强度材料时，稳定性为结构设计的积极约束条件，采用变刚度的设计理念可以得到重量更轻的设计方案；同时，不同的分段方案对优化结果也有一定的影响。关键词：超长舱段；圆柱壳；遗传算法；优化设计中图分类号：U663．7文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1007—7294．2016．h1．016OptimumdesignoflongcabinstiffenedcylindricalshellHUANG五口一qiang(NavyOfficeof719Institute，Wuhan430064，China)Abstract：

3、GeneticalgorithmWaSutilizedtostudytheoptimumdesignoflongcabinstiffenedcylindricalshellbasedonthedesignconceptofequalstiffnessandvariablestiffnessrespectively，exploringboththeeffectofdifferentsegmentationschemesanddifferentmaterialparametersontheoptimaldesign．Optimizationre

4、—suhsshowthatwhentheyieldstrengthofmaterialisrelativelylow，thedifferenceofdesignparametersbe-tweentheequalstiffnessandvariablestiffnessisverysmallbecauseoftheconstraintofstrength；whiletheyieldstrengthisrelativelyhigh，thedesignconceptofvariablestiffnesscangetlighterweightas

5、thestabil-ityisthemainactiveconstraint．Meanwhile，differentsegmentationschemesalsohavesomeinfluenceontheoptimizationresuhs．Keywords：longcabin；cylindricalshell；geneticalgorithm；optimaldesign0引言加筋圆柱壳结构是现代宇航、航空和船舶等工业领域中广泛采用的结构形式。作为水下结构物的耐压结构，其主要承受均匀的静水压力，在设计过程中要求合理选取结构参数，使其满足强

6、度和稳定性要求前提下尽量减轻其重量。国内外学者对加筋圆柱壳的优化设计做了大量的工作。Jaunky等【11提出了一种基于遗传算法的离散优化方法，以总体、局部稳定性和强度等为约束条件，以壳体各几何参数为设计变量，对复合材料三向格栅加筋圆柱壳进行了优化设计研究。Gendrona等【2】介绍了一种结合通用有限元程序CSMTestbed和ADS的优化系统，研究了有着复杂加筋形式的复合材料壳体结构的最小质量问题。Sadeghifar等【31以质量和屈曲载荷的无因次函数为约束条件，用遗传算法对正交加筋圆柱壳进行了多目标优化设计。陈美霞等[41利用ANSY

7、S软件研究了加筋圆柱壳在满足静强度和稳定性要求的约束条件下，以质量最轻、收稿日期：2015—09—23作者简介：黄加强(1968-)，男，博士，高级工程师，E-mail：whhjql01@sina．corn。138船舶力学第20卷第1-2期径向均方速度最小为目标的优化设计。赵振等嘲利用有限元程序，对薄壁加筋肋圆柱壳稳定性分析进行了参数化研究，提出了基于有限元分析进行结构优化设计的策略。Simitses等[61描述了在静水压力作用下，满足约束条件且质量最小的加筋圆柱壳设计参数的求解方法。王存福等[71提出了一种自动判断加筋圆柱壳失稳模式的方法

8、，并利用ANSYS参数化建模与遗传算法相结合的方法进行了结构优化设计。Kang等[81结合非线性有限元程序和改进的遗传算法对复合材料加筋板在屈曲承载能力的约束条件下进行了优化设计