藕节形耐压壳体强度与稳定性分析及优化设计

发布时间：2021-08-09 13:40

　　结合有限元理论,利用基于试验点的设计方法对藕节形耐压壳体进行优化设计。基于试验点的优化设计的相关理论,利用正交试验设计确定25组试验点。利用参数化建模的方法建立25组试验点对应的藕节形耐压壳体的三维模型。基于有限元理论,利用Workbench对其强度及稳定性进行分析,得到各试验点参数对应的最大应力、临界失稳载荷及壳体质量。根据有限元分析结果,构造最大应力、临界失稳载荷及壳体质量关于球心间距半径比、厚度及切弧角的响应面;利用遗传算法,结合构造的响应面,对藕节形壳体进行优化设计并利用Workbench对其进行校核,验证所设计壳体的安全性。 

【文章来源】：造船技术. 2020,(05)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

3藕节切弧连接耐压壳体

藕节形耐压壳体为轴对称旋转薄壳结构，根据伍莉等[3-4]和宋保维等[5]的研究，确定设计要求。半径R为500mm的3藕节耐压壳体，在满足1 000m水深的条件下质量尽可能小。选取壳体厚度t为10～18mm，球心间距L为1 000～1 200mm，切弧角θ为40°～60°。材料选取Ti-4-V-6钛合金材料。图2为3藕节形耐压壳体模型图。2 理论研究

遗传算法是模拟进化生物学并求解相应极值问题的一类自组织、自适应人工智能技术，是一种宏观意义下的仿生算法。遗传算法运算流程如图3所示。多岛遗传算法是在传统的遗传算法上发展而来的，其特点是将种群中的个体按需求分成几个子种群，将各子种群分离在不同的岛上，在每个岛上对子种群进行独立的选择、交叉和变异等遗传算子操作。图4为多岛遗传算法的简单示例。

【参考文献】：
期刊论文
[1]水下航行器耐压壳体参数化设计优化[J]. 苗怡然,高良田,梁旭,刘峰.  大连海事大学学报. 2017(02)
[2]藕节形耐压壳体强度与稳定性有限元分析[J]. 宋保维,成鹏飞,曹永辉,朱信尧.  计算机仿真. 2013(02)
[3]藕节形大深度潜水器耐压壳体强度与稳定性研究[J]. 伍莉,陈爱志,陈小宁,张涛,刘土光,刘均.  船舶力学. 2010(Z1)
[4]藕节形大深度潜水器耐压壳体优化设计[J]. 伍莉,孟凡明,陈小宁,张涛,刘土光,刘均.  船舶力学. 2008(01)
[5]深海载人潜水器耐压球壳的非线性有限元分析[J]. 李良碧,王仁华,俞铭华,王自力.  中国造船. 2005(04)
[6]深海载人潜水器耐压球壳极限强度研究[J]. 陆蓓,刘涛,崔维成.  船舶力学. 2004(01)



本文编号：3332170