船舶结构设计方式及优化分析 邱帜

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船舶结构设计中的优化方法研究

船舶结构设计中的优化方法研究

船舶结构设计中的优化方法研究1.材料优化:船舶结构设计中,材料的选择对于船舶的性能和成本有重要影响。

材料的优化方法主要包括研究不同材料的力学性能和耐久性能,针对具体的船舶类型和使用环境,选择最合适的材料。

例如,高强度钢材可以减轻船体重量,提高载重能力;复合材料可以提供良好的耐腐蚀性能等。

2.结构拓扑优化:结构拓扑优化是一种基于数学优化方法的设计方法,通过改变船舶结构的形状和布局,以达到减轻船体重量、提高结构刚度和减小船舶的阻力等目标。

这种优化方法可以通过数学模型和计算机软件来实现,能够在保证结构安全性的前提下,有效优化船舶结构。

3.结构刚度优化:结构刚度是船舶结构设计的重要指标之一、通过优化结构的刚度,可以提高船舶的稳定性和航行性能。

采用结构刚度优化方法,可以通过改变构件的尺寸和形状,来调整船舶结构的刚度。

此外,通过选择合适的支承结构和刚度分布,也可以实现结构刚度的优化。

4.结构疲劳寿命优化:船舶在长期使用的过程中,会受到疲劳破坏的影响。

结构疲劳寿命优化方法主要包括研究结构的疲劳损伤机理、确定结构的疲劳荷载谱以及预测结构的疲劳寿命等。

通过优化结构的设计和材料的选择,可以提高船舶的疲劳寿命,同时减少结构检测和维护的成本。

5.结构安全优化:船舶结构的安全性是设计中的重要考虑因素之一、结构安全优化方法主要包括研究结构的极限状态和破坏机制,通过合理的结构布局、加强关键部位的结构和采用合适的结构连接方式等手段,提高船舶结构的安全性。

总之,船舶结构设计优化方法是为了提高船舶性能和降低成本而进行的研究。

这些方法可以通过数学模型、计算机软件和实验手段来实现。

然而,每种方法都有其优缺点,需要根据具体情况选择最合适的方法。

此外,船舶结构设计的优化是一个复杂的过程,需要综合考虑结构的力学性能、材料的性能、船舶的使用环境和要求等因素,以实现最佳的设计效果。

船舶结构设计方式及优化分析 邱帜

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船舶结构设计方式及优化分析邱帜发表时间:2019-07-16T09:05:47.510Z 来源:《工程管理前沿》2019年第08期作者:邱帜[导读] 在进行具体的船舶结构优化设计时,必须要与实际工程的特点相符合,同时结合计算机技术、现代数学理论等。

武汉船舶设计研究院有限公司湖北武汉 430060摘要:船舶结构设计对船舶的应用性有着很大的意义。

船舶结构设计的优化方法主要有经典优化设计的数学规划法、多目标模糊优化设计法、基于可靠性的优化设计法、智能型优化设计法等。

在进行具体的船舶结构优化设计时,必须要与实际工程的特点相符合,同时结合计算机技术、现代数学理论等。

关健词:船舶结构;优化;设计方法引言进行船舶结构优化设计的目的就是寻求合适的结构形式和最佳的构件尺寸,既保证船体结构的强度、稳定性、频率和刚度等一般条件,又保证其具有很好的力学性能、经济性能、使用性能和工艺性能。

随着计算机信息技术的发展,在计算机分析与模拟基础上建立的船舶结构的优化设计,借鉴了相关的工程学科的基本规律,而且取得了卓越的成效;基于可靠性的优化设计方法也取得了较大的进步;建立在人工智能原理与专家系统技术基础上的智能型结构设计方法也取得了突破性进展。

1.船舶结构设计的方式1.1船舶结构设计的设计理念在设计过程中,由于船舶结构的复杂性,有必要对其设计理念和施工过程中出现的问题进行具体分析。

第一要分析船舶运输能力及性能指标。

船舶结构的工程量非常大。

在正常情况下,它是各种工程建设的基础和综合工作。

出于这个原因,船舶的设计过程涉及结构、管系、轮机、电气、舾装等多个专业。

因此进行船舶设计时,各专业必须提前做好准备。

一方面要分析船舶结构设计和施工过程中的关键点,并针对各关键点制定具体的科学实施方案。

另一方面还应设计船舶结构图纸,针对特殊型式有必要与船东方沟通,并按照造船管理的具体过程进行严格管理。

这方面主要包括详细设计、生产设计,辅助工装设计,准备工作和管理施工方案。

试析船舶结构设计方式及其优化

试析船舶结构设计方式及其优化

试析船舶结构设计方式及其优化摘要:针对船舶结构设计方式及其优化,采用理论结合实践的方法,先分析了船舶结构设计中需要考虑的因素,接着探讨了船舶结构设计方法,最后提出船舶结构设计优化的要点。

分析结果表明,船舶结构设计对船舶结构的质量以及性能有很大影响,传统设计方法,存在一定的局限性,需要进行科学合理的优化,才能提升设计效果,保证船舶结构的稳定性,促使我国船舶建造事业健康发展。

关键词:船舶;结构设计;优化;遗传设计0 引言在我国社会经济高速发展的背景下,船舶工程事业取得了良好发展,同时对船舶结构设计提出了更高的要求,不仅仅需要按照船舶结构稳定性、耐久性、抗冲击性需求,也要注重轻量化,这就需要对船舶结构设计方法进行全面优化,以探索出更加科学、合理的船舶结构设计形式,在提升船舶使用性能的基础上,提升经济性。

因此,有必要对船舶结构设计方式及其优化进行分析。

1 船舶结构设计中需要考虑的因素在船舶结构设计为提升设计效果,需要综合考虑多方面因素,其中最关键的因素体现在两个方面,其一是工作环境,其二是船体载荷。

1.1 工作环境船舶在运行中长时间浸泡在水中,腐蚀速度非常快,如果没有做好维护保养工作,会大度缩短船舶的使用寿命。

而且船舶在航行中经常会遇到不良气候、波浪冲击、货物装卸时的机械碰撞等,船舶结构非常容易发生疲劳性损伤。

船舶结构长时间在腐蚀和疲劳性损伤的影响下,极易发生船体渗漏问题。

或者在波浪的冲击下,船舶结构可能会发生不同程度的变形,影响船舶航行的安全性。

1.2 船体荷载船舶在航行时,会受到多重荷载的同时影响,包括:船舶结构的自身重力、水的浮力、风力、惯性力、货物及人员的压力等。

在特殊情况下,还存在爆炸或者是撞击形成的突发荷载。

所以,在船舶结构设计中,不能只考虑单方面荷载,而是需要综合考虑所有可能遇到的荷载。

通过合理的结构设计来抵消或者分散不良荷载对船舶结构造成的影响,以实现船舶结构荷载均衡,提升船舶航行的稳定性。

船舶结构设计中的载荷分析与优化设计

船舶结构设计中的载荷分析与优化设计

船舶结构设计中的载荷分析与优化设计一、背景船舶是作为海上运输工具的承载体,需要在水下和水上生活环境中保持稳定的船体结构,以保证航行的安全和船舶的寿命。

因此,船舶结构设计中的载荷分析和优化设计显得尤为重要。

二、载荷分析船舶的载荷通常包括静载荷和动载荷两种。

静载荷主要指船舶自身的重量和货物的重量等固定载荷,而动载荷则包括波浪、风力、液压力等变化的载荷。

载荷分析的主要目的是确定船体结构的承受力和稳定性,以满足航行的要求。

1.静载荷分析静载荷分析是在船舶设计初期进行的,其主要目的是确定船舶自身的重量和船载荷的分布情况,以确定船舶的稳定性和航行性能。

静载荷主要包括以下几个方面的分析:(1)船舶自重分析:船舶的自重主要由船体结构、舱壳、船舱设备等组成。

通过计算这些结构的重量、体积,可以确定船舶自重的分布情况。

(2)货物重量分析:船载货物的种类、数量、重量等都会对船舶的稳定性和承受力产生影响。

因此在设计船舶时需要对各类货物的重量进行分析。

(3)油料重量分析:油料是船舶的重要能源,而不同的油料种类和数量会对船舶的重心位置产生巨大差异。

因此,设计船舶时需要对油料的种类、数量及其分布进行分析。

(4)悬挂件分析:不同的吊装设备会对船舶的结构和稳定性产生巨大影响。

因此,在设计船舶时也需要对悬挂件的种类、数量及其分布进行分析。

2.动载荷分析动载荷分析的目的是为设计师提供关于特定航行条件下船舶如何承受变化载荷的数据。

在船舶设计中,最常见的两种动载荷是波浪和风力。

波浪造成的负荷通常被描述为与振动频率和波浪形状有关的未知变量,需要特殊的计算方法来确定。

同样,风力的大小和方向也会对船舶的承受力产生影响。

三、优化设计在载荷分析的基础上,优化设计可以有效提高船体的强度和航行性能。

优化设计主要涉及以下几个方面:1.结构设计优化结构设计优化是指通过充分考虑船舶载荷情况来改变船体结构形式和尺寸,以达到船体强度和稳定性的最优结果。

2.材料选择优化材料选择优化最终目的是选择最经济、最适合船舶的材料,以满足船体结构的要求。

关于船舶结构优化设计方法的分析

关于船舶结构优化设计方法的分析

关于船舶结构优化设计方法的分析摘要:船舶优化设计方法有很多,从经典的优化设计方法到启发式优化设计方法,是从不同的角度采用不同的算法进行设计,船舶结构越来越复杂化,因此设计者需要明确自身的优势,并且根据市场的需求进行船舶结构的优化设计。

关键词:船舶结构;优化水;方法前言:船舶结构的优化设计需要满足刚度、强度、稳定性等多方面的要求,同时也要科学利用数学方法以及计算机编程。

在实践过程中,设计者需要掌握更多的技能,才能真正满足当前船舶优化设计的要求。

一、经典优化设计方法传统的船舶设计方法主要是针对简单的结构,比如一些规范的公式或者是经验公式等,设计者一般需要把这些公式编程程序,并且利用准则法一级数学规划等方式对一些问题采用求解的方式。

准则法是根据问题的工程经验等建立的最佳设计准则,这样就可以构建最优迭代式进行求解。

采用物理的方式进行计算,比较简单,而且结构重分析次数比较少,收敛的速度比较快。

船舶工程中经常使用的准则法有位移准则法、能量准则法等,数学规划化则是将规划论作为基础,然后具有较好的通用性,能够对不同性质的优化问题进行求解,经典优化算法也具有比较广泛的用途,但是其中也存在一些问题:(一)准则法缺乏数据理论的基础,收敛性无法有效证明,使用的准则法不一定能够达到最优的结果,因此在整个优化的过程中也需要设计者进行干预才能得到满意的结果。

数学规划法理论性较强,但是其收敛性无法有效保证,特别是需要进行大量的计算,因此收敛较慢。

(二)经典优化算法的搜索得了会基于梯度信息的最速下降法,但是在分析实际的工程问题时,无法有效获取信息,所以导致经典算法在工程上的使用存在较大的限制。

(三)梯度信息搜素偶的方式,无法有效解决高非线性问题,尤其是无法得到最优解,这样的话就会在极大程度上影响结果,虽然可以得到局部最优解,但是不是整体的最优解。

而且这一过程也要依赖于初始点,设计者需要不断的进行分析,通过初始点的计算,会降低工作的效率。

船舶结构强度分析与优化方法

船舶结构强度分析与优化方法

船舶结构强度分析与优化方法船舶作为一种重要的水上交通工具,其结构强度直接关系到船舶的安全性、可靠性和使用寿命。

因此,对船舶结构强度进行准确的分析和有效的优化是船舶设计和建造过程中至关重要的环节。

船舶在航行过程中会受到各种外力的作用,如静水压力、波浪载荷、货物载荷、风载荷等。

这些外力会使船舶结构产生变形和应力,如果应力超过了材料的强度极限,就会导致结构的破坏,从而引发严重的安全事故。

因此,在船舶设计阶段,就需要对船舶结构的强度进行精确的分析,以确保船舶在各种工况下都能够安全可靠地运行。

船舶结构强度分析的方法主要有两种:传统的解析方法和现代的数值方法。

传统的解析方法主要是基于材料力学和结构力学的理论,通过简化船舶结构的几何形状和载荷分布,建立数学模型,求解结构的应力和变形。

这种方法虽然简单直观,但由于其对船舶结构和载荷的简化过于严重,往往难以准确地反映船舶结构的实际受力情况,因此在现代船舶设计中已经逐渐被淘汰。

现代的数值方法主要包括有限元法、边界元法和有限差分法等。

其中,有限元法是目前船舶结构强度分析中应用最为广泛的方法。

有限元法的基本思想是将连续的船舶结构离散成有限个单元,通过对单元的分析和组合,求解整个结构的应力和变形。

这种方法可以较为准确地模拟船舶结构的复杂几何形状和载荷分布,从而得到较为精确的分析结果。

在进行船舶结构强度分析时,首先需要建立船舶结构的有限元模型。

这包括对船舶结构进行几何建模、网格划分、材料属性定义和边界条件设置等。

几何建模是将船舶结构的实际形状转化为计算机能够识别的数学模型,网格划分是将几何模型离散成有限个单元,材料属性定义是确定船舶结构所用材料的力学性能参数,边界条件设置是模拟船舶结构在实际运行过程中的约束和载荷情况。

建立好有限元模型后,就可以通过有限元分析软件进行求解。

求解的结果包括结构的应力分布、变形情况和振动特性等。

通过对这些结果的分析,可以评估船舶结构的强度是否满足设计要求。

试析船舶结构设计方式及其优化

试析船舶结构设计方式及其优化

试析船舶结构设计方式及其优化船舶结构设计方式及其优化主要涉及船舶的结构设计原理和方法,以及通过优化设计提高船舶结构的安全性、寿命和性能等方面的问题。

船舶结构设计方式可以分为传统设计方法和现代设计方法两种。

传统设计方法主要是基于经验和试错的方法,通过参考以往的经验和实践,来设计出合适的船舶结构。

这种方法在船舶设计领域有着长期的应用和积累,可以快速有效地完成船舶结构设计。

然而,传统设计方法存在一些问题,比如设计流程复杂、效率低下,无法全面考虑到各种复杂的力学和环境因素对船舶结构的影响等。

现代设计方法则主要依靠计算机辅助设计软件(CAD)和有限元分析软件(FEA)等工具,以数值模拟和优化算法为基础,通过数学模型和仿真实验,来进行船舶结构设计和优化。

现代设计方法具有较高的精度和效率,并可以全面考虑到各种因素对船舶结构的影响。

此外,现代设计方法还可以进行多目标优化,综合考虑结构的轻量化、强度、舒适性、节能性等多个指标,并找到最佳的设计方案。

船舶结构的优化设计主要包括以下几个方面:1.结构轻量化:通过降低结构的重量来提高船舶的载重能力和性能。

轻量化设计可以从材料的选择、结构的布局和形式等方面入手,通过优化设计减少结构的重量,同时确保结构的强度和刚性满足要求。

2.结构强度优化:通过合理的结构布局、合理的材料选择和合理的结构设计等方式,提高船舶结构的抗弯、抗扭和抗疲劳等强度指标,以增强船舶的结构安全性和耐久性。

3.结构舒适性优化:船舶结构舒适性是指减小船舶在航行过程中受到的振动和噪声等不良影响的能力。

通过优化设计船舶的结构材料、结构布局和减振措施等,可以降低船舶的振动和噪声水平,提高船员和乘客的舒适性。

4.结构节能优化:船舶的结构设计也可以影响船舶的能源消耗和航行性能。

通过优化船舶的流线型、减少阻力、提高推进效率等,可以降低船舶的能耗,提高船舶的航行速度和经济性。

综上所述,船舶结构设计方式及其优化是为了提高船舶的安全性、寿命和性能等方面的问题进行研究和实践的重要领域。

船舶结构设计方式及优化分析

船舶结构设计方式及优化分析

船舶结构设计方式及优化分析摘要:进行船舶结构优化设计的目的就是寻求合适的结构形式和最佳的构件尺寸,既保证船体结构的强度、稳定性、频率和刚度等一般条件,又保证其具有很好的力学性能、经济性能、使用性能和工艺性能。

本文就船舶结构设计中常见的问题及处理方法进行得简要的分析,以期为相关工作提供一定的参考价值。

关键词:船舶结构;设计;方法;优化1结构设计的要求对船体结构的设计要求大致包括以下几方面:可靠性,使用性,工艺性及维护性。

其中最重要的是可靠性要求,它为船舶执行任务提供一个基础,可靠性规定了结构必须满足的应力,变形,稳定性以及动力特性等要求,目前这些要求主要反映在有关的规范,规则中。

他们是根据理论计算分析,并且总结多年来航运经验制定出来,是结构设计的依据,结构设计之前要明确设计的依据。

工艺性主要是考虑设计的结构便于制造,保证质量。

限于对钢板弯曲能力,板不要太厚,为了充分利用自动焊机,减少装配最,提商劳动效率,骨材间距不要太小.为降低建造成本,尽量使用轧制型材或标准型材。

使用性主要由船主提出,如舱口尺寸不能太小以免形响装卸效率,客船船体总变形不要太大以免影响旅客的恐慌,这些问题在设计中都应当考虑满足。

设计出满足上述条件的船体结构不是唯一的,衡量设计水平高低主要是建造成本,无论是船主还是船厂都讲究经济效益,所以设计时结构要减少材料消耗,要容易制造。

重量减少了,还能相应提高航速.续航力,提高运抽力,所以结构设计要重量、成本两兼顾。

2结构设计的过程船体结构是很复杂的,它由许多构件组成,他们相互连接,相互影响,理想的方式是统一设计整个结构,但这是十分困难的,至少目前难以作到,为使设计能够进行,根据各部分结构的作用,以及它们之间连接特点,可把船体分成许多子结构进行设计,如船中纵向结构和横向结构,首和尾部结构,上层建筑等。

实际上船检在建造结束时也是分段进行检验的。

这些子结构之间互相影响,他们之间的组合决定了船体梁的特征,这些在设计之前虽然是未知的,但都与设计有关。

船舶结构设计中的优化方法研究

船舶结构设计中的优化方法研究

船舶结构设计中的优化方法研究随着航运业的不断发展,船舶设计日益注重安全性、经济性以及环保性等方面。

而船舶结构设计是船舶建造时最基本、最重要的环节之一,所以设计人员需要采用一系列的优化方法,使得船舶结构设计更加科学化、合理化。

本文将介绍几种船舶结构设计中的优化方法。

1.结构拓扑优化结构拓扑优化是基于有限元分析的非线性优化方法。

主要通过调整船体的内部空间布置,来减轻船体自重,提高载重能力,并且减小阻力、提高速度,进而降低能耗。

采用结构拓扑优化方法后,能够获得最优的结构布置,在满足设计要求的同时最大限度地减少材料成本,提高船体的使用寿命。

2.多目标优化多目标优化指的是同时优化多个冲突的目标。

例如,对于集装箱船而言,需要平衡船舶的载重能力和航速,以及船舶的稳性和安全性。

传统的单目标优化难以解决这种多目标问题,因此需要采用多目标优化方法。

这种方法会分析不同目标之间的权衡关系,给出不同设计方案的权衡结果,帮助设计人员选择最优方案。

3.敏感性分析敏感性分析是指在给定的设计参数下,通过有限元分析模拟,来计算相应的结构响应,同时探索设计变量的大小和反应对于响应的变化。

敏感性分析可以显示设计参数的影响程度,设计人员可以获得直观感受,根据响应参数选择使用哪种设计参数。

4.进化算法进化算法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。

这类优化方法根据潜在解的评价指标,将解空间分为多个子空间,依次进行搜索并逐步收敛到最优解。

这些算法的优点在于能够处理多目标优化问题、全局搜索和能找到网格约束的非线性优化问题。

优化出来的设计方案几乎是最优解或者接近最优解的解。

在船舶结构设计中,采用这些优化方法能够获得成本最小、重量最轻、最具经济效益的设计方案。

同时优化设计能够提高船舶的使用寿命、安全性和环保性。

这些优化方法会为船舶工程师以及设计团队提供更好的工具支持,使得设计方案更加合理和可靠。

关于船舶结构优化设计方法的研究

关于船舶结构优化设计方法的研究

关于船舶结构优化设计方法的研究摘要:船舶结构的优化设计具有重要的意义,本文主要是对船舶结构优化设计的方法进行探讨,从经典优化设计方法、启发式优化设计方法以及基于代理模型的优化设计方法三个部分进行了分析。

关键词:船舶结构;优化设计;方法前言:船舶结构的优化设计受到多种因素的影响,比如要符合强度、稳定性、刚度、建造等多种要求,因此借助数学方法以及计算机编程的优势,对船舶结构参数机芯优化,能够使目标值达到最优。

一、经典优化设计方法传统的优化设计方法都是在简单结构基础上,尤其是采用规范公式或者是其他经验公式的求解方法。

一般在设计的过程中设计人员会将计算公式写成程序,然后利用数学规划等方式进行优化,最后得到答案。

准则法指的是结合问题的物理性质分析等建立最优设计准则,通过构造最优迭代式进行求解。

采用这种方式,具有计算简便的优势,同时其物理意义较为明确,优化过程中结构重分析次数也比较少,因此受到了欢迎。

在船舶工程中,经常采用的准则法是能量准则法、位移准则法等。

数学规划法是一种基础的设计方法,主要以规划论为基础,而且可以对不同性质的优化问题进行求解。

不过在早期船舶优化设计中,经典优化算法仍然存在很多的问题。

(一)在实际的设计过程中,准则法没有足够的数学理论支撑,因此导致准则法无法确保最终得到最优解,优化过程需要设计者进行干预。

数学规划法在数学理论基础上进行研究,具有极高的理论性,不过计算量太大成为负担,收敛比较慢,尤其是求解迭代次数随着设计变量维数的增大而增加。

(二)采用经典优化算法,搜索策略是基于梯度信息的最速下降法,不过实际工程问题的梯度信息却无法快速得到,所以经典算法在工程上的应用受到了限制。

(三)经典算法是基于梯度信息进行搜索,不过在高非线性问题的处理上,这一方法的使用只能得到局部的最优解,优化结果的好坏主要是依靠初始点的好坏,因此设计者需要进行多次试验才能确定初始点,降低工作效率。

二、启发式优化方法在船舶行业的飞速发展过程中,船舶大型化对结构重量提出了更高的要求,目前的设计要求越来越高,尤其设计的范围不再是简单的船舶结构,而是需要考虑船体的板架、舱段一直到整个船体。

船舶结构强度分析及优化设计

船舶结构强度分析及优化设计

船舶结构强度分析及优化设计船舶,是沉浸在海洋中的移动性建筑物,其结构强度的分析和优化设计是保证其安全性的关键。

本文将从船舶结构的发展历程、强度分析的步骤和方法、在优化设计中如何应用结构分析等方面进行探讨。

一、船舶结构的发展历程船舶结构的发展历程可以追溯到古代文明时期,中国南方古代船舶厂遗址就证明了古代船舶结构的科学性和技术精湛性。

随着人类的发展,航行时间、航行范围、航行速度等不断提高,船舶结构的强度需求也日益增加。

19世纪初期,船体主要采用木材构成,但当时的木制船只重心过高、抗风性能差、耐久性低等问题逐渐显现。

后来随着钢铁工业的发展,船舶材料演变为钢铁材料,这使得船舶的结构强度得到了极大的提高。

二、船舶结构的强度分析步骤和方法船舶结构的强度分析步骤主要包括载荷计算、结构计算和校核分析。

其中载荷计算是指对船舶在不同航行状态中的外力进行计算,如风力、水力、波浪力、排水力等等,这些外力将对船舶结构产生巨大的影响。

结构计算是指对船舶的各个部分进行计算,如船体、主机房、上层建筑等,以确定各部位的受力情况。

校核分析是指对各个部分的受力情况进行评估和比对,使其满足船级社要求的规范和标准。

在强度分析中需要考虑到船舶腐蚀、疲劳损伤、开裂以及爆炸等突发情况的处理。

船舶结构的强度分析方法主要包括有限元法、有限差分法、刚度法、试验分析法等。

在其中有限元法是目前应用较为广泛的方法之一,其基本理论是将结构分割成若干小块,利用力学原理计算其各个分块的内应力和变形情况,以达到预判属于何种应力状态、哪些部位可能会产生破坏、哪些部位应当加强等目的。

三、在优化设计中如何应用结构分析船舶的优化设计除了要符合船级社的规范以外,还需要考虑到航行稳定性、运载能力、动力性能等方面。

在结构分析中,可以通过对各个部位的分析、对各种力的分析以及应力应变的估算等一系列操作,确定不同材料的使用范围、决策载货量和速度等。

在优化设计中,还需要结合人工智能等技术,进行复杂的数据计算和分析。

浅析船舶船体结构设计方式及优化

浅析船舶船体结构设计方式及优化

浅析船舶船体结构设计方式及优化摘要:近些年来,中国的船舶行业得到了高速的发展。

为了使得今后中国水路运输业具有较强的交通能力支持,船体结构的建设作为制造船舶的一个核心步骤,它既决定着船舶总体的质量,更对于船舶业的发展以及水路运输业的进步都具有巨大的促进作用。

船舶船体结构的设计也像其它的工程设计一样,要明白运用什么样的方法展开设计。

本文根据现实情况就船舶主船体结构设计的方式以及今后的优化层面提出分析。

关键词:船体结构;设计方式;优化前言:近几年,随着我国市场经济的迅速发展,船舶行业也得到了较好的发展,在科技时代背景下,船舶建造行业也面临着较大的挑战,对船舶的制造速度和制造质量提出了更高的要求。

本文关于船体结构设计方式及优化进行了探讨,希望能为业内人士提供一些参考意见。

1船体结构设计条件在设计船体结构的过程中,应当认真考虑其实用性能,在使船体结构安全性得到保证的前提下使船体外观变得更加美观。

在船体的设计理念中,稳定性处于基础地位,船只结构设计应当与相关力学条件符合。

运用实际的航海定律,充分考虑水位与天气因素所造成的影响,使船体结构的承重性能得到充分保障,在设计船体外部形态的过程中,应当满足航行动力的相关要求。

为了保证设计工作的科学性与合理性,应当做好相关经验的积累与总结工作,运用科学的方式方法进行构思与计算。

关于船体结构稳定性能的要求方面,指的是建造技术水平应当与设计条件相适应,在建造的过程中,应当对设计参考材料的具体功能进行认真考虑。

在设计船体时,预估因素与使用因素占据非常重要的位置。

从安全性这一角度出发,船体设计的根本要求就是其实用性。

从之后所投入使用结算成本的角度出发,作为设计师应当根据实际的预算情况,开展相关使用技术的改进工作,确保实现安全与利益的最优结合,认真贯彻并落实经济设计的原则,最大限度地减少材料浪费状况的发生,在选择所运用的材料时,应当优先考虑并最大程度地运用环保安全科学的材料。

2 船体结构设计主要内容(1)前期设计。

船舶焊接与结构设计优化分析

船舶焊接与结构设计优化分析

船舶焊接与结构设计优化分析摘要:船舶的结构设计和焊接工艺在现代海工工程中占据了重要地位。

本论文旨在探讨船舶结构设计与焊接的优化方法,以提高船舶的性能、可靠性和安全性。

通过结合先进的计算方法和材料科学,可以实现更高效的设计和焊接工艺,减少成本并降低对环境的不良影响。

本文将讨论结构设计的优化、焊接工艺的创新以及材料选择的影响,以及这些因素如何共同推动船舶建造领域向前发展。

关键词:船舶焊接;结构设计;优化;引言:船舶建造一直是重要的工程领域,对于国际贸易、海洋科学研究以及国防安全具有至关重要的作用。

然而,船舶的性能和可靠性直接受到其结构设计和焊接工艺的影响。

因此,船舶制造业一直在寻求创新方法,以提高船舶的性能和降低成本。

结构设计优化和焊接工艺创新是实现这一目标的关键因素。

通过使用计算机辅助设计(CAD)和有限元分析(FEA)等工具,船舶的结构设计可以得到优化,以减少重量、提高强度和耐久性。

同时,新的焊接工艺和材料选择可以提高焊缝质量,减少材料浪费,并降低能源消耗。

一、船舶结构设计的优化船舶结构设计的优化是船舶建造过程中至关重要的一环。

这一过程旨在通过改进设计,以提高船舶的性能、可靠性和经济性。

以下是船舶结构设计优化的详细论述。

1.1 重量减轻在船舶结构设计优化中,重量减轻是一个关键的目标。

减轻船舶的自重可以带来多方面的好处。

首先,它可以增加船舶的有效载荷能力,允许更多的货物或乘客搭载。

这对商业船舶和客船来说尤其重要,因为它可以提高运营的经济性和效率。

其次,重量减轻还可以降低燃料消耗。

较轻的船舶需要更少的燃料来维持相同的速度和航程,从而降低运营成本。

这在当前对环境友好和能源效率要求日益提高的背景下尤为重要。

为了实现重量减轻,结构设计优化可能涉及以下方面:1)材料选择:选择轻量化的高强度材料,如高强度钢、铝合金和复合材料,以替代传统的材料。

这些材料可以在减轻结构重量的同时保持足够的强度和刚度。

2)结构优化:通过有限元分析等工程工具,对船体结构进行详细的分析和优化,以消除不必要的结构材料或加强关键部位,以提高整体强度。

关于船舶结构优化设计的方法及应用分析

关于船舶结构优化设计的方法及应用分析

关于船舶结构优化设计的方法及应用分析作者:刘晓云来源:《中国科技博览》2019年第10期[摘要]近年来,我国船舶自动化产业及造船行业发展快速,基于此,本文重点阐述了船舶综合控制系统的整体组成及其设计。

船舶设计需要采用新工艺和新设计理念来设计船体,并严格遵守设计规则,在船舶下水航行之前,需要对船舶的密闭性和稳定性进行查验。

针对船体结构模块设计,需要重点分析不同材料的功能和特点,根据材料特性将其科学的应用到对应的船舶构件中。

[关键词]船舶;结构设计;方法;应用中图分类号:TP113 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)10-0078-011导言现如今,现代科学技术与信息技术的应用,船舶逐渐体现了大型化与自动化的特点,船舶电气生产与设计成为相关人员的工作重点。

通过船舶的结构设计方案层面来分析,采取分段设计手段可以有效提高船体设计的针对性。

同时由于甲板的厚度是船舶在航行过程中始终维持平稳性的重要保障,所以需要对船舶不同部位的甲板进行加密。

2船舶综合控制系统的整体组成近年来船舶设备种类日益增多,设备间联系密切。

我们可将船舶综合控制系统分为综合船桥系统、机舱控制系统和损害管制集控系统等子系统。

从控制系统整体布置可知,综合船桥系统是全船控制系统的主要组成部分之一,且该系统在这整个控制系统中承担导航及定位的功能。

导航系统主要包括ARPA雷达系统、损管集控系统工作站等。

3船舶结构中绿色制造工艺设计思路3.1优化船舶推进系统在船舶结构中增加绿色制造工艺可以从优化船舶推进系统着手,按照船舶制造业中现有的发动机和推动器进行重新组合,按照每艘船的类型进行匹配,从而实现优化船舶推进系统。

如浅水的快速船需要的推进系统是重量和功率比值小的;而载客类型的船要按照其载重量和乘客的需求进行匹配推进系统,一般会选用柴-燃-点联合的推进系统,既可以减小噪音,提高乘客的舒适度,还可以提供船舶的所需动力。

此外,为船舶挑选最合适的推进装置不仅要考虑内在因素,对其相关的外在因素也需要考虑,如主机效率、水浆的动能以及发电等设备都要选用节能环保的装置,才能做到优化船舶推进系统,实现绿色船舶的目标。

船舶结构强度分析与优化设计

船舶结构强度分析与优化设计

船舶结构强度分析与优化设计船舶作为一种重要的运输工具,在现代社会中扮演着非常重要的角色,无论是货船还是客船,船舶的结构设计与强度分析都是至关重要的。

这篇文章将从船舶结构的组成、船舶强度分析和船舶优化设计三个方面来讨论船舶结构强度分析与优化设计的相关问题。

一、船舶结构的组成船舶的结构具有极高的复杂性,通常包括甲板、墙壁、船底、甲板支撑结构等各个方面。

船体作为船舶的重要部件,主要由船体板、船肋和船体水箱组成。

船体板通常由锅炉钢板或碳钢板制成,是一种薄板,用于板条、托板和补板的修补。

船肋是船体的骨架,由数百或数千支钢管组成,承受船体的荷载,并使船体保持自身的形状。

船体水箱是为了控制波浪和船体倾斜而设置的,通常位于船舶两侧。

二、船舶强度分析船舶的强度分析主要包括船体结构分析、船舶稳性计算和应力分析。

船体结构分析主要是为了确定船体整体的结构、尺寸和相互关系,以便于计算船舶的总体稳定性、强度和安全性。

船体结构分析通常包括以下几个方面。

1. 系统布局和外覆面积。

船体的主体结构通常由船体板、船肋和甲板等三部分组成,其设计需要考虑船身形状、布局、面积、强度和船体总体稳定性。

大型船舶结构复杂,需要考虑多个系统的空间布局和相互锁定关系。

2. 船底的强度和稳定性分析。

船舶的稳定性和强度分析是基于船体底部结构进行的。

除了设计船底锅炉板、船肋和框架等支撑结构外,还需要考虑船底水箱的设计,以确保水箱的大小和位置不会影响船舶的总体稳定性。

3. 垂直结构和平面结构分析。

船体的垂直结构通常由船壳、底板、甲板、舱壁、甲板支撑等组成,而平面结构包括船室的位置和大小以及动力系统的布局等。

船舶设计师需要设计结构以适应船舶的运营条件,考虑不同的载荷、海况和船员人数。

4. 船体板的校核和应力分析。

船体板的设计和计算需要考虑多个因素,如最大应力、板的重量、板的厚度以及板的变形等。

应力分析需要计算各个组成部分所受的最大荷载和应力水平,以便确定最佳设计方案。

探讨船舶结构优化设计方法及应用

探讨船舶结构优化设计方法及应用

探讨船舶结构优化设计方法及应用摘要:船舶结构优化设计主要是指对船舶的整体结构进行优化,通过将各种先进的技术和设备应用到船舶设计中,为了能够对船体进行有效优化,必须要在满足船舶安全稳定运行以及环保要求的前提下,对各种参数进行合理设计。

基于此,本文简单讨论船舶结构优化设计方法,深入探讨应用措施,以供参考。

关键词:船舶结构;优化设计;结构优化前言:船舶结构优化设计是一项复杂的系统工程,涉及船舶的材料、强度、刚度、稳定性等多方面内容。

它既要满足船舶的使用要求,又要满足经济性、环保性等要求,同时还需要兼顾结构和功能的协调。

因此,如何优化船舶结构,使其在满足使用要求的同时达到最优性能指标是一个值得深入研究的课题。

1.船舶结构优化设计方法1.1有限元法有限元是一种计算方法,它的基本思想是通过离散,对所研究的对象建立数学模型,并利用数学模型进行分析计算。

在实际的工程应用中,有限元法通常被用于结构分析中的连续介质分析领域。

与连续介质分析相对应的是离散介质分析,实际上就是对连续介质进行离散化。

在实际应用中,有限元方法可分为两类:一类为有限元数值计算方法,另一类为有限元理论方法。

有限元法根据不同的用途可分为弹性结构分析和弹塑性结构分析两个方面。

弹性结构分析是指用来计算各种弹性问题的有限元数值计算方法,它可以通过一些基本微分方程,求出相应的解。

弹塑性结构计算则主要用于对具有一定载荷和约束的工程问题进行分析求解。

有限元法在船舶结构优化设计中有广泛应用,它具有以下几个方面的特点:建模简单,效率高,计算结果稳定,精度高,编程简单,便于工程应用。

1.2控制变量法控制变量法是一种十分有效的结构优化方法,它以船体结构重量为主要设计目标,通过控制变量(例如:舱室形状、尺寸、材料)来获得最优设计方案。

首先建立目标函数(质量和重量),然后通过控制变量来获得优化结果。

控制变量法的关键是合理选择优化参数。

对于船体结构优化设计而言,在满足规范要求的前提下,尽可能选择结构轻量化的结构设计参数,使优化后的结构重量最轻,对于船舶总布置设计而言,通常对结构重量的要求较低(例如:总纵强度、总横强度)。

船舶船体结构的刚度分析与优化设计

船舶船体结构的刚度分析与优化设计

船舶船体结构的刚度分析与优化设计船舶是海上运输的主要工具,不仅在军事、工业、资源和旅游等领域中发挥了重要作用,同时也成为国家经济的重要组成部分。

在船舶设计和制造过程中,船体结构的刚度是一个非常重要的因素。

船体结构的刚度对船舶的振动响应和船舶的航行稳定性有着重要的影响。

因此,对船舶船体结构的刚度分析和优化设计变得至关重要。

一、船舶结构刚度的基本概念船舶结构刚度是指船体和机械设备的结构在受力过程中所表现的抗弯扭刚度和抗变形能力。

刚度概念涉及到力学和材料科学的知识,这是船舶结构设计不可缺少的基础。

二、船舶结构刚度的分析船舶结构刚度的分析需要考虑以下几个方面的因素:1. 船舶的使用方式船舶的使用方式决定了船舶所处的海况以及船舶在运行过程中所受的力的种类和强度。

因此,船舶使用方式将对船体结构刚度的分析产生直接影响。

2. 船舶的结构形态船舶结构形态是指船舶船体的造型和使用材料,包括船型、段划、超结构、舾装等。

在进行船舶结构刚度分析时,需要充分考虑船体的结构形态对船舶刚度的影响。

3. 结构材料的特性结构材料的特性是决定船舶结构刚度的关键因素之一。

船舶结构所使用的材料会影响船体的强度、硬度、韧性、脆性等。

4. 船舶的制造工艺船舶结构的制造工艺也会对船舶结构刚度的分析产生影响。

通过不断优化改进制造工艺,可以提高船舶结构的刚度和耐用性。

三、船舶结构刚度优化设计船舶结构刚度优化设计是为了提高船体的抗弯扭刚度和抗变形能力,从而保障船舶的航行安全和性能。

优化设计的重点通常在于以下几个方面:1. 优化船舶的结构形态通过对船舶的结构形态进行优化设计,可以使船舶结构在受力时能更好地发挥其抗弯扭刚度和抗变形能力,提高船体的整体刚度。

2. 优化船舶结构的材料和制造工艺对船舶结构的材料和制造工艺进行优化设计,可以有效提高船体结构的强度和刚度。

3. 加强船舶结构的连接船舶结构的连接处是船舶结构中的关键部位之一。

通过加强连接处的结构设计,可以提高其整体的刚度和稳定性,从而更好地保障船舶的航行安全。

船舶结构设计方式及优化分析

船舶结构设计方式及优化分析

船舶结构设计方式及优化分析作者:陈丹来源:《科学与技术》2018年第24期摘要:为了保证船舶的安全稳定航行,船舶主体结构设计中必须满足应力、变形、动力特性、稳定性、可用性和可靠性等相关要求。

同时,应建立有效的结构优化方案,以满足船舶安全、稳定和经济运行的要求。

本文论述了船舶结构设计中的相关问题及对策。

关键词:船舶结构;设计;问题分析;处理方法1船舶结构设计的设计理念在船舶结构设计中,首先要对其设计理念和施工内容进行具体分析。

首先,有必要对未来船舶将承担的任务总量进行分析。

船舶结构工程量巨大。

在正常情况下,是多种工程建设的基础性、综合性工作。

因此,船舶设计过程中还涉及到其他一些专业。

因此,在船舶设计中必须做好充分的准备。

2经典优化设计的数学规划方法结构优化设计的数学规划方法是L.A.Schmit于1960年首次提出的。

他认为,在一定条件下结构尺寸的优化设计应转化为结构设计中求目标函数极值的数学问题。

这种方法很快得到了其他专家的认可。

1966年,D.Kavlie和J.Moe首次将数学规划方法应用于船舶结构设计,开启了船舶结构设计的新篇章。

我国船舶结构设计方法的研究始于20世纪70年代末,研究了水面舰艇和潜艇在中剖面、框架、板架、圆柱压力壳等基础结构中的优化设计方法。

2.1数学规划法数学规划方法在标准方法中发展到一定阶段。

根据数学规划的结构优化,基于规划理论,可以解决不同性质的船舶优化问题。

其中最典型的是多目标模糊优化设计方法。

虽然按照规定预先确定了目标函数和约束条件,但在实际设计和施工过程中,船舶结构的优化设计过程、约束条件和相应的评价指标都是相对模糊的因素。

为了进一步优化这些模糊因素,必须采用模糊数学的方法对各个目标进行优化设计。

2.2经典优化算法优势及不足首先,传统的优化算法是基于梯度信息的最速下降法,但在船舶设计和建造过程中很难完全掌握梯度信息,这在一定程度上限制了经典优化算法在船舶优化设计中的应用。

浅析船舶结构设计优化

浅析船舶结构设计优化

浅析船舶结构设计优化摘要:在进行船舶结构的建设过程当中,具体包括可靠性、使用性以及维护性等多种特征。

这里面最重要的一个是可靠性,它作为船舶能够有效的进行工作的前提,规定了船舶所应该具有的承载能力,对于船体的变形以及质量、动力的稳定性具有严重的影响,当前,这一系列的要求大部分展现了相关的规则当中。

制定者根据具体的理论进行数据计算,同时针对多年来的航运经验,对船舶建设的一系列标准制定的。

关键词:船舶结构;设计方式;优化1船舶设计现状我国船舶业的发展离不开船舶设计与建造,所以船舶设计建造是我国船舶工业得以发展的一个重要基础。

当前的船舶设计和建造已经不同于传统,在当前的船舶设计和建造中,我们引入了更多的自动化技术,同时也对计算机技术进行了合理的利用,使得船舶的水动力性能和船舶的结构性能都得到了进一步的优化。

而且当前我国的船舶设计建造也在朝着大型化的方向发展,所以说大型复杂船舶的设计建造是将来我国船舶业的一个发展趋势。

1.1船舶设计的常用软件目前国际上在进行船舶设计时,主要用到的软件有Formsys、AM、NAPA和CADDS 5i等。

其中Formsys软件是来自于澳大利亚,Formsys的主要功能是对船舶阻力以及有效功率进行计算,同时利用Formsys软件还可以完成船舶一些复杂曲面的设计和耐波性设计,在Formsys软件内部,有着许多丰富多样的模板,通过这些模板,可以更加高效的完成对船舶的设计,也正是因为Formsys软件拥有如此强大的功能,所以吸引了世界各国的用户。

而AM是来自于瑞典,AM软件主要是用于辅助船舶设计,AM系统大致可以被分为船体设计、舾装设计、系统管理及维护三个部分,这三个部分分别负责不同的模块和内容,AM系统虽然没有Formsys的功能全面,但是它在一些较为细致的方面的功能却更为完善,所以也使得AM被广泛的应用于船舶设计之中。

除了Formsys和AM之外,较为常用的船舶设计软件还有NAPA,NAPA较之于前两种软件,其最为突出的特点就是在船舶设计中应用了3D技术,通过对3D技术的应用,可以更加快捷的建出船舶的模型,而完成船舶的建模更加有利于计算的进行,从而使得设计更为合理,而且NAPA还可以与其它船舶设计软件进行对接,通过NAPA的接口,可以实现NAPA 与Formsys、AM的对接。

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船舶结构设计方式及优化分析邱帜
发表时间:2019-07-16T09:05:47.510Z 来源:《工程管理前沿》2019年第08期作者:邱帜[导读] 在进行具体的船舶结构优化设计时,必须要与实际工程的特点相符合,同时结合计算机技术、现代数学理论等。

武汉船舶设计研究院有限公司湖北武汉 430060摘要:船舶结构设计对船舶的应用性有着很大的意义。

船舶结构设计的优化方法主要有经典优化设计的数学规划法、多目标模糊优化设计
法、基于可靠性的优化设计法、智能型优化设计法等。

在进行具体的船舶结构优化设计时,必须要与实际工程的特点相符合,同时结合计算机技术、现代数学理论等。

关健词:船舶结构;优化;设计方法
引言
进行船舶结构优化设计的目的就是寻求合适的结构形式和最佳的构件尺寸,既保证船体结构的强度、稳定性、频率和刚度等一般条件,又保证其具有很好的力学性能、经济性能、使用性能和工艺性能。

随着计算机信息技术的发展,在计算机分析与模拟基础上建立的船舶结构的优化设计,借鉴了相关的工程学科的基本规律,而且取得了卓越的成效;基于可靠性的优化设计方法也取得了较大的进步;建立在人工智能原理与专家系统技术基础上的智能型结构设计方法也取得了突破性进展。

1.船舶结构设计的方式
1.1船舶结构设计的设计理念
在设计过程中,由于船舶结构的复杂性,有必要对其设计理念和施工过程中出现的问题进行具体分析。

第一要分析船舶运输能力及性能指标。

船舶结构的工程量非常大。

在正常情况下,它是各种工程建设的基础和综合工作。

出于这个原因,船舶的设计过程涉及结构、管系、轮机、电气、舾装等多个专业。

因此进行船舶设计时,各专业必须提前做好准备。

一方面要分析船舶结构设计和施工过程中的关键点,并针对各关键点制定具体的科学实施方案。

另一方面还应设计船舶结构图纸,针对特殊型式有必要与船东方沟通,并按照造船管理的具体过程进行严格管理。

这方面主要包括详细设计、生产设计,辅助工装设计,准备工作和管理施工方案。

1.2船体结构设计的设计要求
船体结构的设计必须是可行的,并且应在确保船舶安全的同时进行具体的设计和优化。

船舶在海洋中的安全航行是所有工作的重要保证。

在设计过程中,必要按照船级设规范要求进行设计,并确保船舶的稳定性。

船舶设计时应考虑在航行过程中的海洋环境,气候、水文和极端天气。

另船舶的设计需考虑施工的科学性,以方便制造厂进行施工。

船舶结构需有良好的强度和稳性。

施工期间必须确保各项材料的质量,例如,船舶构造中使用的板材必须保证强度及机械性能。

不能为追求成本而使用有缺陷的材料,导致船舶的安全性降低。

在设计过程中,船舶装载能力需高度重视,船舶的舱室和甲板的设计应根据实际装载要求进行优化设计,以便有足够的空间保证人员的生活和货物的装载,同时还应考虑到船员的安全性以及舒适性。

2.船体结构型式
船体结构基础模式属于板以及型材的组合,还可以叫作是板架结构。

针对结构处于的地方和功能,手动将其分成几个干板架。

例如,船底和甲板板架等。

通过分析船体梁,能够清楚甲板与船底板架可以说是船体梁的上冀板和下冀板,舷侧板架则是其腹板。

其功能不一样,骨架排列模式不同,一般分为横纵骨架式结构。

在纵向结构配置的时候,存在大量纵向构建必须穿过横向构件,在分段合拢过程中,纵向构件有大量的接口,导致纵骨架式结构配置难度较大,因此部分情况下,就算是甲板和船底也应该使用横骨架式的结构。

针对干货船,上面的甲板应该使用横骨架式机构的详细情况为:(1)船只长度不超过 10m 的时候,船只长度在 10m 到 120m,L/D 不超过 11。

整个弯矩不大,中刨面模数标准值不大,部分强度要求成为重点的。

(2)上方甲板时常摆放货物,进而横向荷载巨大,若使用纵骨架式结构,相对较大的横梁将会对于舱容造成影响。

如图1所示为横骨架式机构图。

针对船体应该使用骨架式结构的情况为:(1)船只长度不超过 10m,L/D 不超过 12 的时候,船底外板厚度并不视强度情况确定的,而是以锈蚀和磨损进行掌控。

(2)船只中垂弯矩超出拱弯矩较大的时候。

(3)船底容易搁浅,或者是舱内使用抓斗起货,同时舱底缺少护板,厚度主要取决于磨损程度。

舷侧结构型式,主要是横舱壁之间的距离以及甲板和舱底之间的距离确定的。

通常垂向距离不应该使用横骨架式,这对于结冰区域航行十分重要。

部分地区在冬天时常存在漂浮的冰排,船只的舷侧结构骨架型式必须充分思考这个因素。

3.船舶板架结构动力优化设计的具体方法
3.1船舶与海洋平台结构动力优化设计
船舶与海洋平台的结构动力优化设计活动中最大的限制因素就是结构动态响应与设计变量之间的关系。

由于两者的关系属于高度非线性,所以在实际设计优化过程中只能够通过可行域对其连通性进行判断,所以优化的难度相对较大。

根据国内一些学者的研究情况来看,通过可行域调整、一维搜索以及自适应运动极限调整等方式能够优化求解算法,让优化设计的结果更加接近实际数据。

马红艳等人通过实际环境载荷对海洋导管架的平台结构进行了研究,同时也对导管架的海洋平台结构进行了尺寸以及形状方面的优化,提升了非线性设计的可能性,也为实现船舶与海洋平台结构动力的优化设计提供了新的思路与方向。

3.2夹层结构力学特性优化与设计
金属夹层结构具有良好的机械性能,其不但重量轻、强度高,而且具有良好的隔音性能与隔热性能,通过特殊的表层处理还可以获得不错的耐腐蚀性,所以在夹层的结构力学优化与设计中应用极为广泛。

目前最为常见的夹层结构就是上下面板与中间芯层组成的夹层结构,其按照结构形式可以分为连续型以及离散型两种不同的形式。

其中结构形式为连续的力学性能更加稳定,离散型的则具有更高的强度,在一些特殊的夹层结构设计中的应用也相对广泛一些。

3.3遗传模型优化设计方式
遗传模型是在相关数学模型变量属性的基础上演变而来,能够将结构优化设计划分为离散变量模型、连续变量模型、混合变量模型。

基于传统模型结构优化设计中的不足之处,相关专家学者研发出了一种全新的算法,依照船舶结构设计的特征,融入生物进化知识,创新遗传算法。

经过实验得知,这类遗传算法具备较强的鲁棒性,不需要导数资料,就能够借助目标函数的方式,将之前的不足之处及时完善。

相应工作由编码集完成,利用二进制将相应的变量关系表现出来,有效解决在设计过程中连续性、离散性问题。

效仿生物进化的方式开展交叉算子、再生算子、异化算子。

通过实践证明,这类优化设计方式适用于各类繁琐的设计环境。

在实际的应用中,遗传优化设计方式具有显著的应用效果,是工程设计上的又一次革新,意义显著。

4.结论
通过对船舶结构优化设计方法的研究,我们得出在进行船舶结构优化设计的时候,往往会涉及到很多相互制约和互相影响的因素,这就需要设计人员权衡利弊,进行综合考察,不但要进行结构参数与结构型式的优选,而且还要针对具体情况对做出的方案进行评估、优选和排序。

通过什么准则对不同的方案进行综合评估,得出最优方案,成为专家和设计人员需要继续研究的问题。

参考文献
[1]郭军,肖熙.基于可靠性的船体结构多目标优化设计[J].上海交通大学学报,2010(1).
[2]俞铭华,谢祚水,吴剑国,窦培林,曹骥.船舶中剖面结构优化设计研究进展[J].华东船舶工业学院学报,2012(3).
[3]郭小东,嵇春艳,王自力,顾学康,胡嘉骏.大型油船中剖面结构优化设计的遗传算法[A].2005年船舶结构力学学术会议论文集[C],2011(12).。

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