基于灰色理论与抗爆优化的舰船结构重构方法研究

发布时间：2020-05-25 00:39

【摘要】：随着现代造船技术的不断发展,船舶也逐渐向着大型化方向发展,近几年我国建造大型舰船的技术经验也在逐步累积,然而至今为止仍然没有公认的大型舰船设计规范可以使用,国外许多大型舰船的结构是值得学习借鉴的,因此本文针对如何重构国外大型舰船进行了研究。首先,本文以灰色理论为基础对大型舰船的典型结构进行了初步重构。由于舰船设计规范是对造船经验的总结,具有很高的利用价值,所以本文利用灰色理论对现有舰船规范中的数据进行挖掘。通过分析了规范中数据的特点,说明了用灰色预测模型对规范中的数据建模具有一定的可行性,从而发挥灰色理论在处理少数据、不确定性问题上的优势,对船长与舰船典型结构的最小允许厚度进行了灰色建模,从而拓宽了舰船规范的适用范围,并且对灰色建模过程中的影响因素进行了分析。通过与资料中大型舰船的数据对比,证明了以这种方法对舰船规范数据进行外推具有一定的工程价值,从而确定结构的初参数。在灰色理论建模结果的基础上,本文通过对重构目标的分析,对其进行了初步的重构,并分析了初步重构结果的意义与不足。其次,针对初步重构结果的不足,和国外舰船在不断加强结构抗爆抗冲击设计的现状,本文确定了采用抗爆优化进行深入重构的原则。开展了对初步重构双层底结构的抗爆性能研究,基于正交筛选法确定计算工况,采用声固耦合方法对其在远场爆炸载荷下的响应特性进行了研究,着重分析了该双层底结构的内底板在不同工况下的冲击环境。然后应用有限元仿真数据对神经网络模型进行训练,实现了该双层底结构在不同结构参数与爆炸载荷工况下冲击环境的快速预报。基于冲击环境快速预报模型,利用遗传算法编写了在不同冲击环境约束下求解最优结构参数的程序,并得出了在不同舰载设备抗冲击指标下的最优结构,从而实现了在初步重构基础上以抗爆性能为原则的深化重构。全文提出了舰船重构的研究思想,并且形成了以灰色理论和抗爆优化为基础的舰船重构方法。
【图文】：

示意图,舰船结构,文献,示意图

哈尔滨工程大学硕士学位论文逡逑电加工工艺进行了优化［１１］；邋Ｔｓｅｎｇ运用灰关联分析对环境知识管理能力进行评价［｜２］；肖逡逑军等将灰关联分析与故障树方法结合起来，提出了分析靶机坠毁故障原因的方法［１３］；逡逑Ｓａｔａｐａｔｈｙ利用灰关联分析（ＧＲＡ）评估纤维对摩擦材料性能的贡献［１４］。灰色理论被应用于逡逑各个领域，是对小样本、贫信息问题十分有效的分析工具。逡逑１．２．２大型舰船抗冲击问题研究现状逡逑大型船舶是海上作战的主力，是海上作战的武器库。大排水量可以携带更多的弹药逡逑和装备，但由于大排水量，海上航行的灵活性远远小于小型舰船，容易成为鱼雷和导弹逡逑的目标。基于这样的原因，大型舰船的防护结构是区别于小型舰船的一大重要特点。图逡逑１．１是文献［１５］中一些大型舰船横剖面的示意图。逡逑

重构技术,舰船

根据本文提出的重构思路，考虑到篇幅原因，本文选取大型舰船几个典型结构进行逡逑研究，所以将本文的研宄内容安排如下：逡逑第一章，陈述本文的研究背景、研究目的及意义。对本文研究内容涉及到的领域的逡逑国内外研宄现状进行综述，主要包括灰色理论的应用与研究现状、大型舰船抗冲击问题逡逑的研究现状和舰船结构设计优化方法研究现状这三方面。通过对各领域研宄现状的研究，逡逑总结本文所要解决的问题以及需要应用的科学方法。逡逑第二章，首先介绍灰色理论的基本原理和灰色预测模型的建模方法，然后对舰船设逡逑计过程和设计因素进行分析，确定舰船结构设计具有一定的灰色性和不确定性，紧接着逡逑对规范中的数据进行处理，分析数据中各组成成分对灰色预测建模的影响，，最后对各个逡逑船长范围的舰船板厚最小允许厚度进行预测。逡逑第三章，首先根据图像处理方法，从相关资料中提取大型舰船的典型结构，对其进逡逑行建模，并结合第二章的结果为几何模型赋予板厚属性，初步得出重构舰船的有限元模逡逑型。其次，由于舰船的使命特殊，有时会遭到鱼雷、导弹等的袭击，所以采用声固耦合逡逑
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U674.70

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