基于HCSR油船結構輕量化設計研究.pdf

1、IACS對CSR規(guī)范進行了協(xié)調(diào)統(tǒng)一，出臺了經(jīng)協(xié)調(diào)的共同結構規(guī)范（HCSR）。該規(guī)范部分強度標準較CSR更為嚴格，部分滿足CSR規(guī)范強度要求的船舶需要增大局部板厚或構件尺寸來滿足HCSR的強度標準，這對于追求船舶建造的輕量化是嚴峻的考驗。為了響應國家“節(jié)能減排”的號召，如何進行船舶輕量化設計才能既節(jié)能環(huán)保、節(jié)約成本、提高裝載量，又能滿足新規(guī)范的要求已成為船舶行業(yè)工作者重點關注的問題。本課題在HCSR規(guī)范指導下，基于簡化公式的規(guī)范計算和有限

2、元分析的直接計算，應用船體結構優(yōu)化的思想，研究了油船結構的輕量化設計。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.以目前通用性較高的多學科優(yōu)化分析軟件Isight為平臺，集成存儲設計變量、約束條件、目標函數(shù)等參數(shù)的Excel模板，選擇多島遺傳算法作為優(yōu)化算法，制定優(yōu)化方案，實現(xiàn)結構優(yōu)化的參數(shù)化、自動化。為接下來基于HCSR規(guī)范計算法的油船各構件的優(yōu)化建立了架構平臺。
　　2.以中剖面縱向構件為例，對比了多島遺傳算法在不同子群規(guī)模、子群數(shù)、進

3、化代數(shù)、迭代步數(shù)下對優(yōu)化結果的影響。選擇適宜本文需求的算法參數(shù)，以HCSR規(guī)范計算法為基礎，對油船的縱向構件、橫向構件以及橫艙壁進行優(yōu)化設計研究。
　　3.在Isight優(yōu)化平臺上集成有限元軟件MSC.Patran/Nastran，建立了綜合考慮規(guī)范計算與直接計算的優(yōu)化流程，以基于規(guī)范計算和基于直接計算的約束條件作為聯(lián)合約束條件，完成艙段結構整體優(yōu)化。將基于直接計算的優(yōu)化結果與基于規(guī)范計算的優(yōu)化結果進行對比，并分析兩者之間的差別。