基于HCSR油船結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計研究.pdf

1、IACS對CSR規(guī)范進(jìn)行了協(xié)調(diào)統(tǒng)一，出臺了經(jīng)協(xié)調(diào)的共同結(jié)構(gòu)規(guī)范（HCSR）。該規(guī)范部分強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)較CSR更為嚴(yán)格，部分滿足CSR規(guī)范強(qiáng)度要求的船舶需要增大局部板厚或構(gòu)件尺寸來滿足HCSR的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，這對于追求船舶建造的輕量化是嚴(yán)峻的考驗。為了響應(yīng)國家“節(jié)能減排”的號召，如何進(jìn)行船舶輕量化設(shè)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(guān)注的問題。本課題在HCSR規(guī)范指導(dǎo)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(yīng)用船體結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思想，研究了油船結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.以目前通用性較高的多學(xué)科優(yōu)化分析軟件Isight為平臺，集成存儲設(shè)計變量、約束條件、目標(biāo)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(jié)構(gòu)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(gòu)件的優(yōu)化建立了架構(gòu)平臺。
　　2.以中剖面縱向構(gòu)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(jìn)

3、化代數(shù)、迭代步數(shù)下對優(yōu)化結(jié)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(chǔ)，對油船的縱向構(gòu)件、橫向構(gòu)件以及橫艙壁進(jìn)行優(yōu)化設(shè)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(jié)構(gòu)整體優(yōu)化。將基于直接計算的優(yōu)化結(jié)果與基于規(guī)范計算的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行對比，并分析兩者之間的差別。