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潜艇耐压圆柱壳结构的优化设计 总被引:2,自引:0,他引:2
本文根据结构特点,从解多目标优化问题的简单目标规划法出发,建立了一种单目标约束最优化的数学模型。用复形法求解后,根据材料屈服极限事实上是离散变量的实际情况,以重量最轻为目标函数作了第二阶段优化,并对壳板厚度、环向肋骨间距这两个连续变量作了专门处理,使设计变量都转化为规格化的离散变量,从而使优化设计更为实用。若干实例设计表明普通环肋圆柱壳结构优化方案明显优于原设计方案;在某些特定情况下,纵横加肋圆柱壳结构是一种优于普通环肋圆柱壳结构的结构形式。 相似文献
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环向П型加肋圆柱壳结构是潜艇AIP系统中解决液氧存放的一种可选途径。本文利用有限元法对这种结构的强度和稳定性进行研究,指出了该结构与普通环肋圆柱壳的不同特征。 相似文献
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《舰船科学技术》2016,(5)
对于潜艇外壳等外压容器来说,满足稳定性要求至关重要。本文利用Matlab编写改进粒子群算法优化程序,利用Ansys的Apdl语言完成了环肋圆柱壳的参数化建模,以圆柱壳厚度、肋骨尺寸和肋距作为离散设计变量,以稳定性要求作为约束条件,构造了合适的惩罚函数,以质量最轻作为设计目标,实现了基于BP神经网络和粒子群算法的环肋圆柱壳优化设计。在优化过程中,首先采用拉丁超立方体抽样完成了样本点的选取,然后对样本点进行有限元分析,根据有限元分析结果构建BP神经网络代理模型,并探讨了样本点数量对代理模型预测精度的影响,最后采用改进粒子群算法对代理模型进行优化。优化结果表明,对于需要考虑离散变量和复杂非线性约束的结构优化问题,采用BP神经网络和粒子群算法联合优化的方法能够节省大量计算时间,并达到理想的优化效果。 相似文献
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对于潜艇外壳等外压容器来说,满足稳定性要求至关重要。本文利用Matlab编写改进粒子群算法优化程序,利用 Ansys的 Apdl语言完成了环肋圆柱壳的参数化建模,以圆柱壳厚度、肋骨尺寸和肋距作为离散设计变量,以稳定性要求作为约束条件,构造了合适的惩罚函数,以质量最轻作为设计目标,实现了基于 BP神经网络和粒子群算法的环肋圆柱壳优化设计。在优化过程中,首先采用拉丁超立方体抽样完成了样本点的选取,然后对样本点进行有限元分析,根据有限元分析结果构建 BP神经网络代理模型,并探讨了样本点数量对代理模型预测精度的影响,最后采用改进粒子群算法对代理模型进行优化。优化结果表明,对于需要考虑离散变量和复杂非线性约束的结构优化问题,采用 BP神经网络和粒子群算法联合优化的方法能够节省大量计算时间,并达到理想的优化效果。 相似文献
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潜艇全船耐压结构有限元应力分析 总被引:1,自引:0,他引:1
本文对潜艇全船耐压结构进行了有限元应力分析,在此基础上,又进行了各局部结构的二级甚至三级离散有限元应力分析,比较了一般环肋圆柱壳、环肋圆锥壳、环肋锥-柱结合壳、横舱壁区域结构,耐压液舱区域结构典型点应力与现有解析算法结果的差异程度,得出了一些有工程实用意义的结论。 相似文献
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环肋圆柱壳稳定特性研究 总被引:5,自引:0,他引:5
本文全面阐述了环肋圆柱壳的稳定特性,从解析法、有限元法、模型实验三个不同角度论证了环肋圆柱壳稳定异常特性的客观存在,指出了α1低于2.0,γ大于0.7的潜艇耐压圆柱壳结构有时也会出现异常特性,给出了环助圆柱壳总稳定、壳板稳定理论临界压力的计算方法。 相似文献
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在对潜艇全船耐压结构有限元应力分析的基础上,又进行了各局部结构的二级甚至三级离散有限元应力分析,比较了一般环肋圆柱壳、环肋圆锥壳、环肋锥-柱结合壳、横舱壁区域结构、耐压液舱区域结构典型点应力与现有解析算法结果的差异程度,得出了一些有工程实用意义的结论。 相似文献
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本文全面阐述了环肋圆柱壳稳定特性的新概念,从解析法、有限元法、模型实验三个不同角度论证了环肋圆柱壳稳定新特性的客观存在,指出了α1低于2.0,γ大于0.7的潜艇耐压圆柱壳结构有时也会出现新特性,给出了环肋圆柱壳总稳定、壳板稳定理论临界压力的新算法。 相似文献
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潜艇环肋圆柱壳纵向失稳波数的讨论 总被引:1,自引:0,他引:1
本文讨论了潜艇环肋圆柱壳总体稳定性纵向失稳半波数m的问题,m取不同值,将直接影响圆柱壳临界压力值。在潜艇结构几何相关参数设计范围内,计算分析证明,总体失稳纵向半波数存在着。m≠1,此时,如还用m=1计算,潜艇环肋圆柱壳总体临界压力值误差最大达89.3%,是一人应该重视的问题。 相似文献
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本文介绍了各种不同类型的激励作用在环肋圆柱壳上时的声辐射特性,比较了不同物质的激励和不同作用位置对环肋圆柱壳的声辐射性能的影响。所得结论可供从事潜艇动力设备的布置和减振隔振结构设计工作者参考。 相似文献
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《舰船科学技术》2021,(3)
本文以超大潜深的潜艇耐压壳结构为研究对象,利用排水量表达式估算潜艇主尺度。通过Ansys软件的Apdl语言建立环肋锥柱壳的有限元模型,并分析计算耐压壳的强度及稳定性。以肋骨间距、耐压壳厚度和肋骨尺寸作为离散设计变量,以结构重量、总体失稳临界压力作为优化目标,实现基于神经网络和遗传算法的环肋锥柱壳多目标优化设计。在Matlab平台上,首先用拉丁超立方体抽样,再用BP神经网络建立起样本点和目标函数之间的映射关系,构建神经网络代理模型,最后调用多目标优化函数gamultiobj进行优化。优化结果表明,利用BP神经网络和遗传算法相结合进行复杂模型环肋锥柱壳的多目标优化,效率较高,精度较好,达到较理想的优化效果。 相似文献
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本文以超大潜深的潜艇耐压壳结构为研究对象,利用排水量表达式估算潜艇主尺度。通过Ansys软件的Apdl语言建立环肋锥柱壳的有限元模型,并分析计算耐压壳的强度及稳定性。以肋骨间距、耐压壳厚度和肋骨尺寸作为离散设计变量,以结构重量、总体失稳临界压力作为优化目标,实现基于神经网络和遗传算法的环肋锥柱壳多目标优化设计。在Matlab平台上,首先用拉丁超立方体抽样,再用BP神经网络建立起样本点和目标函数之间的映射关系,构建神经网络代理模型,最后调用多目标优化函数gamultiobj进行优化。优化结果表明,利用BP神经网络和遗传算法相结合进行复杂模型环肋锥柱壳的多目标优化,效率较高,精度较好,达到较理想的优化效果。 相似文献
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潜艇耐压结构全船有限元应力分析 总被引:1,自引:1,他引:0
在对潜艇全船耐压结构有限元应力分析的基础上,又进行了各局部结构的二级甚至三级离散有限元应力分析,比较了一般环肋圆柱壳、环肋圆锥壳、环肋锥-柱结合壳、横舱壁区域结构、耐压液舱区域结构典型点应力与现有解析算法结果的差异程度,得出了一些有工程实用意义的结论. 相似文献
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基于分枝定界法的环肋圆柱壳优化研究 总被引:1,自引:0,他引:1
基于分枝定界方法,研究了环肋圆柱壳静水压力作用下,考虑强度和稳定性约束时重量最轻的混合变量优化设计问题,讨论了强度约束和稳定性约束以及材料、几何参数对优化结果的影响.该方法能够有效求解环肋圆柱壳的混合优化问题,计算量小,精度高;环肋圆柱壳经优化后,壳板的重量比例大约是70%,肋骨重量占30%.并且随壳体的长径比(L/R)变化不大.环肋圆柱壳的优化中,肋骨的应力约束是主要约束,肋骨应力已经非常接近许用应力标准,其他应力、局部和总体失稳压力还有一定的储备. 相似文献
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基于iSIGHT的环肋圆柱壳动力学优化设计 总被引:1,自引:0,他引:1
介绍iSIGHT多学科优化设计软件的一些基本功能。以环肋圆柱壳结构优化为例建立了结构优化模型。在iSIGHT平台上对集成Patran/Nastran软件进行了环肋圆柱壳的结构优化,优化内容包括了结构模态频率的优化和频率响应时的节点加速度的优化。 相似文献
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建立了采用环肋和舱壁加强的双周期圆柱壳结构声辐射的计算方法,环肋和舱壁板对圆柱壳的反作用力包括纵向、切向、径向作用力以及纵向反弯矩,外激振力为三个方向的集中力;采用机械阻抗方法的波数域建立了平衡方程,通过纵向波数和周向模态截断,求解出模态速度响应值,最终获得远场声压,利用本方法,研究了单壳体潜艇结构辐射噪声性能。 相似文献