平板结构振动响应敏度分析

结构动力学响应敏度反映了结构振动速度、位移与结构设计变量之间的关系,该敏度信息是对结构进行动力学优化、计算其辐射噪声声学敏度的基础和前提.本文基于有限元直接法计算了一个两端固支矩形平板的频率响应,即节点的位移响应及速度响应.在此基础上以单元厚度为设计变量,计算了位移响应敏度及速度响应敏度,并对二者的关系进行了分析.计算结果及分析表明,结构频率响应及敏度在相同的频率出现峰值,速度敏度和位移敏度的关系与速度响应和位移响应的关系是一致的,从幅值上看前者是后者的ω倍.     

基于响应面法的船底纵桁结构优化设计

提出基于响应面法的船体结构优化方法,对一艘76 000 DWT散货船货舱段的双层底纵桁进行优化设计以验证该方法的实用性。在不同板厚尺寸、相同载荷作用下进行纵桁参数的敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力、最大剪切应力的基础上,应用响应面法的正交组合设计试验方法,得出该舱段船底纵桁最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度、规范要求最小厚度的约束条件下,对该舱段的船底纵桁结构厚度进行优化。     

演示验证平台铰接连接器刚度优化设计（英文）

连接器是多模块浮动平台的关键部件之一。合理的连接器刚度配比有助于提高平台的安全性和稳定性。本文采用一种优化方法对南海部署的两模块半潜式浮动平台铰接连接器开展刚度配比优化研究。考虑连接器载荷、模块运动响应等评价指标，通过线性加权和法构建评估函数，并运用遗传算法优化计算了不同赋权方案下连接器刚度配比。根据不同工程需要，针对演示验证平台连接器建议采用两种刚度配比方案。在设计阶段，通过采用有限元方法对演示验证平台铰接连接器开展结构刚度分析，进一步验证了基于最优刚度配比方案设计的铰接连接器刚度设计的合理性。     

基于遗传算法的舰船舱段可靠性优化设计

遗传算法在引入动态自适应策略和"免疫算子"之后,其收敛效率有了较大的提高。对于以可靠性作为约束的随机结构系统优化问题,以罚函数法为基础,构造了有效的约束与目标函数向适应值函数的映射公式。建立合理的安全余量,采用随机有限元法处理结构分析中所涉及的有关参量的随机性,计算结构响应和敏度分析,并进行系统的可靠性计算。通过两种算法的结合,利用自适应免疫遗传算法、随机有限元法及可靠性的基本理论,建立了一套完整的基于遗传算法与随机有限元的结构系统可靠性优化设计方法。对舰船舱段结构梁系截面的优化计算结果表明,算法对多随机因素结构系统的可靠性优化具有良好的收敛效果。     

带恒压惯性源的非线性液压系统的数学模型和自持振荡参数的研究

采用频率特性的描述函数法，讨论带恒压源的非线性节流式液压传动系统在正弦函数作用下的输出特性，在分析调压阀工作窗口与滑阀位移和干摩擦的非线性关系的基础上得出了计算系统输出速度自持振荡频率和幅值的关系式。     

超空泡运动体圆柱薄壳屈曲可靠性分析

在水下高速运动的超空泡运动体,其所受轴向力非常大,容易发生结构屈曲问题.考虑到结构自身参数的不确定性,有必要对运动体结构进行屈曲可靠性分析.首先给出超空泡运动体圆柱薄壳舱段的受力模型,并运用半解析有限元法得到临界屈曲载荷.然后建立圆柱薄壳舱段屈曲安全余量函数,给出了临界屈曲载荷隐函数形式的敏度表达式,再用有限步长迭代法求屈曲可靠性指标.最后,通过算例分析了不同空化器锥角时的圆柱薄壳舱段屈曲可靠性指标随速度的变化趋势.     

带恒压惯性源的非线性液压系统的数学模型和自持振荡参数的研究

采用频率特性的描述函数法，讨论带恒压源的非线性节流式液压传动系统在正弦函数作用下的输出特性。在分析调压阀工作窗口面积与滑阀位移和干摩擦的非线性关系的基础上得出了计算系统输出速度自持振荡频率和幅值的关系式。     

水闸闸室结构设计的完善措施

防洪、灌溉、航运、排涝、发电等工作离不开水闸,因此水闸在水利工程中占有重要地位。本文从水闸的工作特点入手,探讨了建立水闸闸室段结构优化的设计变量、目标函数、约束条件,并用准则法对开敞式水闸闸室进行了优化,通过实例计算说明采用准则法对水闸闸室优化设计的意义。     

箱形截面梁优化的分析解

采用拉格朗日函数求极值方法推导了箱形截面梁截面面积取得极小值时的分析解。该分析解可用于计算箱形截面同时承受单向弯矩和轴向力或者只承受单向弯矩条件下截面参数的优化值。     

多目标模糊优化在船舶结构设计中的应用

船舶的结构设计过程需要分析和处理大量的不确定性因素,比如结构尺寸、载荷、强度和配合公差等参数,是一个典型的多目标优化过程。为了提高船舶结构的质量,对大量不确定性因素进行优化求解具有重要的意义。本文根据船舶结构设计过程的不确定因素,建立多目标模糊优化函数模型,并采用多目标分层序列法和权重分配法对具有重要性差异层次的目标函数进行判定,找到船舶结构设计参数的最优解。     

一种适合于水声信道均衡的符号常数模算法

在分析常数模算法代价函数的基础上,提出一种适用于QAM信号的符号常数模算法.通过修改常数模代价函数中的平方运算为求绝对值运算,得到一个新的代价函数,采用随机梯度准则得到了相应均衡器抽头系数的迭代式.水声信道仿真结果表明,所提出的算法的稳定性和剩余均方误差与CMA算法接近,但是计算量和收敛速度优于CMA算法.     

基于遗传算法的肘板结构型式优化

介绍了潜艇平面舱壁上主构架与耐压体连接处的一种新型肘板结构型式，通过ANSYS软件对其应力状况进行分析，利用改进的遗传算法对其结构优化设计，对遗传算法的改进包括设计适应度函数、自适应交叉率、自适应变异率，通过编程实现在遗传算法中调用ANSYS软件，获得计算适应度函数所需的参数。通过计算表明，此类型式肘板能够有效地降低应力集中程度。     

船用供热供电装置的组成规模的最佳设计

本文介绍的船用供热供电装置为船用柴油发电机、涡轮发电机、废气预热器和辅锅炉等组成的复合系统。文中从能量的供需关系对上述设备进行经济性分析,导出一系列关系式。为了对目的函数和制约条件中包含的非线性问题求最佳解,采用了沃尔夫的减少梯度法和一般减少梯度法,求出全年最小的总费用。文中还给出设计计算实例。     

基于均匀设计的神经网络结构优化设计方法

介绍了均匀设计法的原理，并采用均匀设计法，对径向基函数(RBF)神经网络的结构进行了优化设计，并将设计好的神经网络应用于13位巴克码的脉冲压缩检测，仿真结果表明：采用经过优化设计的神经网络进行脉冲压缩信号检测，有助于提高雷达的探测性能，其信号的主旁瓣比优于传统方法。     

半潜式生产平台立柱与上部模块连接结构设计优化及可靠性分析

半潜式生产平台是一种适用深海油气资源开发的主流装备,相比半潜式钻井平台,其在结构强度和疲劳分析方面有更高的要求。文章在规范设计及校核的基础上,采用三维结构有限元数值分析法,对半潜式生产平台关键结构优化设计和可靠性分析进行研究,以求平台关键结构区域应力状态更合理优化;基于蒙特卡洛法,针对海洋工程环境条件的复杂性和不确定性,引入载荷随机概率变化设定,进一步对关键结构进行可靠性分析及优化,以关注结构强度的可靠性。     

8300C型柴油机节能型喷油泵的研制

以柴油机工作过程的数学模拟为基础。建立了优化柴油机工作过程的单目标函数的非线性规划的教学模型，并利用序贯加权因子（ＳＷＩＦＴ）法进行了优化计算，利用双韦别（Ｖｉｂｅ）函数模拟放热规律，分析了放热规律各参数对柴油机工作过程的影响。按推进特性对８３００Ｃ型柴油机节能喷油泵进行了优化设计，模拟结果证实，按此方法设计出的节能型喷油泵在常用负荷下可节油１．５－２．５％。     

船舶气囊下水气囊受力分析和布置优化研究

本文根据船舶重力式下水的相关特点,对气囊下水阶段的受力状态进行分析;在此基础上,针对气囊的受压变形量和摩擦力进行研究,分别采用截面积等效法和能量法推导气囊工作高度的计算公式,并与实验值进行比较分析;针对气囊下水所需气囊个数进行推导和计算,采用优化方法中的理想点法对气囊的布置方案进行优化分析;以期对船舶与海洋结构物气囊下水方案的确定提供理论参考依据。     

基于动力学优化的大跨度板架区域支柱拓扑布局研究

大跨距结构是舰船的典型结构特征之一。大跨距结构的低刚度特征导致结构位移及振动幅值较大，使减振设计难度较大。该文分析了某舰船在艏侧推激励下大跨度板架区域结构振动。针对大跨度板架下支柱的布局，建立拓扑优化基结构，采用变密度法（SIMP法）建立以结构质量最轻为目标函数，考虑指定位置处振动速度约束的看台支柱布局拓扑优化模型，进行动力学拓扑优化设计。研究表明：采用文中给出的大跨距支柱拓扑布局优化方法可得到1套振动控制性能良好的支柱布置方案，该方法可以减少繁复的设计及动力学计算工作量，得到更好的减振效果。     

潜艇圆筒形耐压壳体结构的分析与优化

本文讨论了潜艇圆筒形耐压壳体结构的分析与优化。强度分析采用迁移矩阵法,稳定性分析采用样条能量法。在此基础上,以壳体重量为目标函数对结构进行了优化设计。另外,还以潜艇典型耐压舱段为例讨论了变刚度肋骨对减轻重量的影响。为了方便初步设计,还给出了一些典型变刚度加肋圆柱壳的强度和稳定性近似分析公式。     

确定门机对重的动态优化法

提出了确定门机对重质量及其位置的动态优化法，其基本思想是：计及惯性力和风力等影响，在满足结构布置等要求的前提下，以变幅电机功率为目标函数，建立非线性约束优化的数学模型。并用正交计算设计法求解。经编程运行，取得了较好的计算结果。