水下圆柱壳承压结构轻量化设计

发布时间：2023-12-09 18:37

　　人类对资源的需求随着人类文明的发展以及人口增加而剧增,陆地资源的匮乏使得人们进一步扩展了对海洋资源的探索。海洋占地球表面积的71.8%,同时蕴藏着丰富的海洋资源,是人类尚未充分挖掘和利用的资源宝库,也是人类赖以生存发展的资本。由于海洋环境的特殊性,对海洋的探索和研究高度依赖于潜器,研制出先进的潜器于人类发展有重要科学意义,于国家具有重要战略意义。本文对工作潜深为300米的潜器圆柱壳承压结构进行了轻量化设计。在Abaqus中(采用Python参数化建模)对圆柱壳承压结构的四种模型:铝合金模型、铝合金加筋模型、复合材料模型、复合材料加筋模型分别进行结构静力分析和屈曲分析。基于有限元分析得到结构响应,采用改进的差分进化算法(adaptive elitist Differential Evolution,aeDE)对四种圆柱壳承压结构模型进行轻量化设计。为了提高优化计算效率,对四种模型分别采用了并行计算法和代理模型法实施优化。并行计算法以线程队列的形式进行并行计算,基于并行计算采用aeDE算法(Python编写)进行寻优;代理模型法采用基于主动学习函数U的Kriging模型,模拟结构有限元响应...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 论文组织结构
2 水下圆柱壳承压结构轻量化设计理论基础
    2.1 前言
    2.2 材料选用及介绍
    2.3 复合材料层合板理论
    2.4 壳体结构稳定性设计准则
    2.5 结构轻量化设计方法
3 水下圆柱壳承压结构有限元分析
    3.1 前言
    3.2 水下圆柱壳承压结构有限元建模
    3.3 水下圆柱壳承压结构静力分析
    3.4 水下圆柱壳承压结构屈曲分析
    3.5 本章小结
4 差分进化算法及验证
    4.1 前言
    4.2 差分进化算法
    4.3 改进的差分进化算法
    4.4 数学算例验证
    4.5 本章小结
5 水下圆柱壳承压结构轻量化计算
    5.1 水下圆柱壳承压结构轻量化计算数学模型
    5.2 优化计算的实现
    5.3 优化设计及结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文的主要研究内容及结论
    6.2 研究工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3871937