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工程应用中在进行鲁棒性优化设计时,要求所求出的解既要具有较高的质量,又要满足一定的鲁棒性要求。将鲁棒性优化问题转化为一个双目标的优化问题,即一个目标为解的最优性,另一个目标为解的鲁棒性,并针对一艘最大应力接近许用应力的多用途船进行基于鲁棒性的中横剖面优化设计。首先,用支持向量机的方法建立船体舱段的近似模型,用于求取舱段的最大应力,并结合蒙特卡罗积分的思想构造出表示最大应力鲁棒性的函数;随后,以最大应力最小和最大应力的鲁棒性函数值最小为目标函数,设计出一种求解鲁棒性最优解的粒子群多目标优化算法。优化结果不仅能降低船体结构的最大应力,同时还可较大程度地提高最大应力的鲁棒性,证明了该方法的可行性。 相似文献
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为了提高船舶龙骨结构在受力过程中应力分布的均匀性和提高材料的利用率,本文采用Hypermesh软件建立了龙骨结构有限元模型,并结合其MORPH功能定义筋板形状变量,建立形状优化模型。随后,将全局优化算法与形状优化模型相结合,对船舶龙骨结构进行优化设计。结果表明,在筋板交错位置增加筋板高度能够有效提升龙骨结构整体刚度,其余位置可以采用较小的筋板高度。本文研究可为船舶龙骨结构改进设计提供参考。 相似文献
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基于形貌优化的某船用油柜结构优化设计 总被引:2,自引:2,他引:0
由于油柜结构设计不合理,经常会出现结构疲劳断裂、剪切破坏现象,给船舶航行带来了巨大的安全挑战。为改善油柜结构抗疲劳能力,本文基于HYPERMESH软件建立油柜结构的有限元模型,并对该结构进行模态分析,为形貌优化选择合适的目标函数。形貌优化以节点位移作为设计变量,以结构前两阶固有频率作为目标函数,使之最大化,来提高结构刚度。优化结果表明:油柜第1阶固有频率值提高102%;第2阶固有频率提高99%。优化得出的压延筋形状类似于"O"型,适合于冲压工艺进行加工,可以有效提高油柜结构刚度,降低疲劳破坏几率。 相似文献
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以人工海床(AS)为研究对象,针对传统设计方法存在周期长、成本高以及难以解决复杂系统工程优化设计等问题,提出一种AS多目标优化策略。推导AS质量和稳心高的计算公式,建立一种基于径向基函数(RBF)神经网络的近似模型,代替通过数值模拟计算的拖曳力。结合NSGA-Ⅱ算法,以AS拖曳力、质量和稳心高为优化目标,以主尺度为设计变量,以结构强度和关键性能指标为约束条件,得到AS优化方案。结果表明:在满足预测精度条件下,RBF神经网络提高了计算效率。优化后AS的质量,最大减幅达17.0%,同时水动力性能和稳性性能较优化前均有提高。通过对AS优化结果的分析,验证了AS多目标优化策略的可行性。 相似文献
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结构优化方法是一种以有限元法为基础的现代设计方法。详细介绍了结构优化的基本概念和分类,以及结构优化在机械结构设计中的详细应用流程。最后以某型发射装置基座为例,利用Hypermesh建模工具和Opti—struct优化工具,对其结构优化的过程进行了较为详细的说明。优化结果表明,该方法在提高结构材料的利用率和提高结构刚性方面有较高的现实意义。结构优化方法将会代替传统的设计方法,成为机械结构设计中最主要的设计方法之一。 相似文献
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混沌优化算法在船舶主尺度优化中的应用 总被引:1,自引:0,他引:1
混沌优化方法是近几年兴起的一种新的优化方法,目前已在部分领域内得到很好的应用。本文介绍了混沌优化算法,并将该方法应用到船舶主尺度优化中。通过实例论证了该方法的可行性,同时也为船舶设计者提供了一种新的优化手段。 相似文献
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本文重点介绍了600TEU多用途集装箱船在锚泊、舵系、舱内集装箱支撑等舾装设计方面较以往类似船型所采取的一些优化设计。 相似文献
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Yusuke Tahara Daniele Peri Emilio Fortunato Campana Frederick Stern 《Journal of Marine Science and Technology》2008,13(2):95-116
The main objective of this article is to describe the development of two advanced multiobjective optimization methods based
on derivative-free techniques and complex computational fluid dynamics (CFD) analysis. Alternatives for the geometry and mesh
manipulation techniques are also described. Emphasis is on advanced strategies for the use of computer resource-intensive
CFD solvers in the optimization process: indeed, two up-to-date free surface-fitting Reynolds-averaged Navier-Stokes equation
solvers are used as analysis tools for the evaluation of the objective function and functional constraints. The two optimization
methods are realized and demonstrated on a real design problem: the optimization of the entire hull form of a surface combatant,
the David Taylor Model Basin—Model 5415. Realistic functional and geometrical constraints for preventing unfeasible results
and to get a final meaningful design are enforced and discussed. Finally, a recently proposed verification and validation
methodology is applied to assess uncertainties and errors in simulation-based optimization, based on the differences between
the numerically predicted improvement of the objective function and the actual improvement measured in a dedicated experimental
campaign. The optimized model demonstrates improved characteristics beyond the numerical and experimental uncertainty, confirming
the validity of the simulation-based design frameworks. 相似文献
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该文对NASTRAN的最新结构优化方法和结构优化流程作了介绍,阐述了NASTRAN一般结构优化的数学模型和拓扑优化的物理模型。以小水线面双体船的舱段模型为研究对象,首先以提高舱段结构的整体刚度为目标进行拓扑优化、形状优化和尺寸优化,进而结合工程适用性提出贴近优化结果的可行优化设计,最后通过有限元直接计算比较验证了优化方案相对常规设计的结构响应的改善。 相似文献