由于復合材料板架結構具有各向異性、界面復雜及可設計變量眾多等特性,因而在開展優(yōu)化設計時往往困難重重。對此,采用分級遞進優(yōu)化設計方法。以某型艦甲板室舷側復合材料夾層板架結構為對象,首先根據T程實際并結合復合材料板架結構的設計特點,提取所有可設計變量,并在此基礎上分析所有設計變量的靈敏度特征規(guī)律;然后,對該夾層板架結構進行兩級優(yōu)化計算與分析;最后,對優(yōu)化前后的計算結果進行對比分析。研究結果表明,分級遞進優(yōu)化設計方法能有效解決復雜的復合材料板架結構多變量設計問題。
板架結構具有承載能力強、重量輕的特點,被廣泛用于船舶結構,且隨著復合材料在艦船結構上的應用,也得到了越來越廣泛的關注。對復合材料板架結構開展優(yōu)化設計方法應用基礎研究,有利于科學、合理地評價艦船復合材料結構的優(yōu)越性,具有重要的T-程價值和理論意義。
復合材料板架結構由于具有各向異性,且界面復雜、可設計變量眾多,因而優(yōu)化設計難度大,而傳統(tǒng)的數學規(guī)劃法或準則法卻很難解決此類問題。近年來,國內外學者對此開展了廣泛的研究。吳莉莉等l提出了加筋板穩(wěn)定性約束下的二級協(xié)同優(yōu)化算法。喬巍等采用等效彎曲剛度法實現(xiàn)了鋪層順序的優(yōu)化。趙群等提出了基于壓彎剛度復合材料加筋板的布局優(yōu)化設計方法。李爍等4I應用神經網絡對復合材料帽形筋加筋板進行了優(yōu)化。張鐵亮等5I采用試驗設計建立了代理模型方法。劉克龍等6I在對機翼的氣動結構進行多學科優(yōu)化設計時運用了低自由度協(xié)同優(yōu)化方法。Blair等將快速建模方法應用到了翼面結構的布局優(yōu)化設計中。Nagendra等811應用改進的遺傳算法對加筋板結構進行了優(yōu)化設計。
本文將采用分級遞進優(yōu)化設計方法,對復合材料板架結構的設計變量進行系統(tǒng)分解,通過對子系統(tǒng)的遞進優(yōu)化和相互協(xié)調,解決艦船T程實踐中復合材料板架結構的多變量設計問題。
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