基于改进蚁群算法和SolidWorks二次开发的船舶管路规划研究

发布时间：2022-01-17 17:21

　　随着全球科技水平的不断提升,在全球造船行业中不断涌现出一批新的设计方法和新的制造工艺,大大提升了船舶整体设计和制造的效率。船舶管路设计是船舶整体设计过程中最为耗时的设计部分,为了提高船舶管路设计人员的设计效率和质量,实现船舶管路设计智能化,本文提出了一种基于改进蚁群算法的船舶管路路径自动搜索方法。首先本文依据基本蚁群算法原理,探究了该算法是否能够应用于船舶管路路径搜索中。结果发现基本蚁群算法搜索出来的路径过于发散,无法较好的满足船舶管路路径实际设计情况。其次基本蚁群算法是运用在二维平面内最短路径的搜索,并不适合三维空间内搜索最短路径。针对这种情况,本文创建为改进蚁群算法运行的三维算法空间,运用“分解—包围—再组合”的策略对船舶船舱设备进行简化处理,然后利用三维空间栅格法对船舶管路布局空间进行数值化。同时对基本蚁群算法进行改进并设置改进后的算法适应度函数,随后在MATLAB2012中对改进蚁群算法进行仿真实验,发现搜索出来的单根船舶路径比基本蚁群算法搜索出来的单根船舶管路路径更加符合实际设计情况。针对多根船舶管路路径或者船舶管路分管路径问题,本文引入协同进化算法,使协同进化算法与改进后的... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 船舶管路布局国内外研究现状
        1.2.2 SolidWorks二次开发国内外研究现状
    1.3 本文主要工作内容
第2章 基本蚁群算法的原理及算法运行环境建模
    2.1 基本蚁群算法数学模型
        2.1.1 基本蚁群算法实现流程
        2.1.2 路径信息素更新
        2.1.3 算法参数对算法性能的影响
    2.2 算法运行环境数字化建模
        2.2.1 船舶设备维护空间处理
        2.2.2 船舶设备模型简化
        2.2.3 船舶管路布局三维空间处理
    2.3 布局空间表达
    2.4 本章小结
第3章 改进蚁群算法以及单根船舶管路仿真分析
    3.1 基本蚁群算法的缺陷
    3.2 单根船舶管路数学表达
        3.2.1 管路适应度计算函数
        3.2.2 管路数学模型
    3.3 改进蚁群算法
        3.3.1 信息素表示方法及更新规则
        3.3.2 路径点的选取原则
        3.3.3 算法停止条件
        3.3.4 改进蚁群算法运算流程
        3.3.5 改进蚁群算法的实现方式
    3.4 单根船舶管路实验仿真
    3.5 改进蚁群算法敏感性分析
        3.5.1 人工蚂蚁数量对算法性能的影响
        3.5.2 信息素挥发率对算法性能的影响
        3.5.3 改进算法参数敏感性总结
    3.6 本章小结
第4章 基于协同进化改进蚁群算法的多根船舶管路研究
    4.1 协同进化算法原理
    4.2 多根船舶管路数学模型
        4.2.1 管路适应度计算函数
        4.2.2 管路数学模型
    4.3 协同进化改进蚁群算法模型建立
        4.3.1 种群定义
        4.3.2 进化过程
        4.3.3 协同过程
    4.4 协同进化改进蚁群算法流程
    4.5 协同进化改进蚁群算法实现方式
    4.6 多根船舶管路仿真实验
    4.7 本章小结
第5章 基于SolidWorks二次开发技术的船舶管路参数化设计
    5.1 SolidWorks2015的API对象
    5.2 SolidWorks二次开发方法和开发语言
        5.2.1 开发方法
        5.2.2 开发语言
    5.3 船舶管路参数化建模
    5.4 船舶管路法兰参数化建模
    5.5 船舶管路阀门参数化建模
        5.5.1 密封比压的计算与校核
        5.5.2 阀体厚度计算与校核
        5.5.3 蝶板中心最小厚度与蝶板强度计算与校核
        5.5.4 蝶阀参数化建模
    5.6 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶管路智能布局优化设计[J]. 王运龙,王晨,韩洋,林焰.  上海交通大学学报. 2015(04)
[2]基于SolidWorks的尺寸公差参数化设计方法[J]. 肖礼志,黄美发,刘夫云.  计算机系统应用. 2011(09)
[3]基于动态蚁群算法的三维管路路径规划[J]. 曲艳峰,蒋丹.  东华大学学报(自然科学版). 2011(04)
[4]SolidWorks二次开发在机械零件设计中的应用与研究[J]. 马咏梅,丁行武,李鑫.  机械传动. 2010(01)
[5]碰撞检测中的层次包围盒算法研究[J]. 孙晓光,王明强.  现代制造工程. 2009(04)
[6]基于SolidWorks二次开发的齿轮参数化系统设计[J]. 陈毅.  机械制造与自动化. 2009(01)
[7]基于复合层次包围盒的实时碰撞检测研究[J]. 朱元峰,孟军,谢光华,马文娟.  系统仿真学报. 2008(02)
[8]船舶管路三维布局优化的变长度编码遗传算法[J]. 范小宁,林焰,纪卓尚.  中国造船. 2007(01)
[9]SolidWorks二次开发在运动仿真中的应用[J]. 赵艳,裘祖荣.  制造技术与机床. 2007(01)
[10]基于协进化的管路系统智能寻径[J]. 樊江,马枚,杨晓光.  航空动力学报. 2004(05)

博士论文
[1]船舶管路自动布置方法及应用研究[D]. 董宗然.大连理工大学 2017

硕士论文
[1]基于SolidWorks二次开发的选煤设备参数化设计研究[D]. 刘小成.中国矿业大学 2018
[2]基于知识的岩心钻机参数化设计系统研究[D]. 王亚.东南大学 2016
[3]基于遗传算法的机舱管路自动布置研究[D]. 高跃峰.大连海事大学 2014
[4]基于维修性的船舶管路布局优化研究[D]. 刘少卿.武汉理工大学 2010
[5]基于SolidWorks的液压缸参数化设计[D]. 苗燕.东北大学 2009
[6]专家系统在船舶舱室划分与布置设计中的应用[D]. 张梅.大连理工大学 2008



本文编号：3595130