钛合金耐压夹层圆柱壳芯层结构拓扑优化

[目的]因对于钛合金耐压夹层圆柱壳这种新型耐压结构研究得较少,其芯层拓扑形式有待优化确认,需开展芯层拓扑优化。[方法]首先,选择一个壁厚较大的无加筋圆柱壳作为分析对象,采用ANSYS轴对称单元计算结构的应力;然后,沿圆柱壳厚度方向划分为上、中、下3个区域,将中部区域的结构设为设计变量,并建立其芯层结构形式的两阶段拓扑优化数学模型;最后,基于Matlab建立遗传算法主控程序,针对无加筋圆柱壳芯层的布置,分别仅沿轴向、轴向与径向布置形式两个阶段进行拓扑优化,以验证上述耐压夹层圆柱壳加筋形式的合理性。[结果]优化方案芯层拓扑形式为等间距设置,垂直连接内壳和外壳的肋板。[结论]静水压力载荷下的耐压夹层圆柱壳结构是一种合理的耐压结构形式。     

基于子模型分解的船舶舱段结构代理模型协同优化方法

[目的]为解决船舶舱段结构优化设计参数众多、计算耗时的难题,提出一种基于子模型分解的舱段结构代理模型协同优化方法。[方法]每次选择一个板架,根据当前舱段方案的有限元模型建立板架结构子模型,基于子模型构建板架结构响应的代理模型并进行优化,得到板架优化解后更新舱段模型,再进行下一个板架的优化,如此迭代,直到完成一轮或多轮包含所有板架的协同优化后停止。最后对舱段结构尺寸进行小范围调整,得到最终优化解。[结果]某船舶舱段结构优化结果显示,与从整体优化角度出发的基于降维代理模型的舱段结构优化方法相比,在相当计算成本下,所提方法的优化结果重量进一步减小了2.86%,最终实现结构减重4.96%。[结论]所提方法的优化效果较好,在高维船体结构优化问题上具有较好的应用价值。     

基于代理模型的水下航行体头型优化设计方法研究

文章采用Kriging代理模型技术针对水下航行体头型优化设计开展研究。采用CFD方法分析了不同头型水下航行体的流体动力性能,将性能参数作为初始样本建立代理模型;根据测试样本点的预测均方误差选择加点策略更新代理模型,提高代理模型预测精度;采用非劣分类遗传算法对阻力和表面压力开展多目标优化,寻找近似最优解。结果表明:基于代理模型技术的水下航行体头型多目标优化设计方法可以有效提高设计效率,获得具有良好水动特性的航行体头型。     

玻璃纤维增强乙烯树脂复合材料层合板锥形冲头碰撞试验研究

利用自行设计的摆锤试验装置,对玻璃纤维增强乙烯树脂复合材料层合板结构开展了低速碰撞试验研究。通过对比分析冲击力、试件背面中心点位移以及采用超声C扫描定损技术,对复合材料层合板的损伤特性进行了详细分析。试验表明,在一定碰撞能量下复合材料层合板受冲击面出现明显损伤,同时伴随着内部大范围的分层损伤现象的发生;随着碰撞能量的增加,层合板受冲击面损伤程度随之增加,背冲击面也由无明显损伤到出现基体开裂和纤维断裂的现象变化;层合板内部分层的面积与其吸收的能量有关。     

船舶纵向下水配载优化研究

随着船舶建造吨位越来越大，建造成本竞争越来越激烈，船舶下水过程中的安全性和完整性越来越受到业界的关注。提出了船舶纵向下水配载优化数学模型，开发了基于MATLAB的船舶纵向下水配载优化程序，在保证船舶安全下水的基础上，运用本优化方法对船上各可调位置的配载进行优化配置，使其下水重量最大，从而提高船舶下水完整性，对缩短造船周期具有重要的意义。     

一种新的多学科协同优化方法及其工程应用

本文提出了一种新的多学科设计协同优化方法,并将其应用于潜艇分舱设计中.该方法在系统级通过学科级耦合变量的折中来得到系统级耦合变量,采用各学科级目标函数加权和来综合评价设计的优劣,避免了系统级优化过程,解决了标准协同优化算法系统级优化前期不收敛的不足,从而改善了数值稳定性,同时减少了总的计算迭代次数;在学科级目标函数中构建一致性惩罚函数,最终实现耦合变量之间的协调;在约束条件中实施变精度控制,逐步达到预期的精度要求,从而提高收敛性,并减少计算量.本文给出了新算法所得全局最优点即为所求原问题全局最优点的理论证明,并针对典型减速齿轮箱多学科设计优化问题,通过与标准协同优化算法在数值实验中的对比分析,验证了本方法在计算结果的收敛性、数值稳定性及可靠性等方面有优越性,最后通过在潜艇分舱设计中的应用体现了其工程实用价值.     

澳大利亚及新西兰港口原木积载的几点思考

文章对澳大利亚、新西兰港口原木电脑积载、预配图的确定、装货过程中货重的计算、初稳性高度的计算及实际测定过程中的一些注意事项做了说明,并介绍了木材运输的程序和要点。     

船舶避撞过程中掌舵者的不定性分析

随着我国内河航运和海上航运业的迅速发展,水上交通变得愈加拥挤,船舶碰撞事故也频繁发生。船舶碰撞带来的后果是灾难性的,统计表明,每年因船舶碰撞造成的人员伤亡和海上环境污染问题日益严重。掌舵者是船舶的操作人员,研究掌舵者行为的不确定性,并减少掌舵者误操作几率,对船舶安全、稳定、高效的航行有重要意义。本研究建立了船舶掌舵者的不定性模型,利用GO法对掌舵者的行为进行分析,并对掌舵者反应时间与船舶碰撞概率的关系进行仿真研究。     

某轻型卡车驾驶室稳定性设计优化

卡车驾驶室对于整车来说,是一个相对独立的结构体,体积大,重心高,一般通过橡胶软垫同底盘相连接,设计中经常会遇到驾驶室时而左边高,时而右边高的歪斜现象,车辆在行驶时,驾驶室会产生左右飘忽不定的摇摆,给驾驶员带来不安全感和紧张心理,文章结合实例,阐述一种轻型卡车,如何通过对支撑驾驶室的悬架结构和参数进行调整,来改善驾驶室的歪斜和行驶稳定性。     

自主化CTCS-3级车载设备双系热备技术研究

针对CTCS-3级列控系统列车运营效率的需要,采用基于二乘二取二架构紧耦合架构进行自主化CTCS-3级车载热备系统的研究。从时钟调度机制、双系同步机制、故障切系机制等方面介绍了热备系统的工作原理,重点分析通信传输系统的危险失效率和主备系切换时间条件。此架构下的热备系统具有异构防共模错误、紧耦合平行同步保证安全一致的特点。通过实验室仿真测试及现场试验验证,证明热备系统具有高安全、高可靠、平滑切换的特点,具有良好的实用价值。