結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)是船舶結(jié)構(gòu)減振設(shè)計(jì)的重要方法，它克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的諸多局限，有著非常廣泛的應(yīng)用前景。振級(jí)落差是工程中普遍使用的系統(tǒng)減振效果評(píng)價(jià)方法，測(cè)量簡(jiǎn)便，但是該評(píng)價(jià)方法無法準(zhǔn)確描述系統(tǒng)振動(dòng)能量傳遞路徑。功率流方法可以直觀描述系統(tǒng)中振動(dòng)能量分布和衰減規(guī)律，但其測(cè)量較為困難。
　　基于不同減振評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以采用不同優(yōu)化模型，減振效果相差很大。本文首先討論了板梁組合結(jié)構(gòu)有限元功率流計(jì)算公式，通過有限元功率流落差和振

2、級(jí)落差計(jì)算，討論了兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn);進(jìn)而研究了采用功率流落差與振級(jí)落差進(jìn)行減振效果評(píng)價(jià)，以結(jié)構(gòu)重量或功率流等為目標(biāo)函數(shù)，考慮振級(jí)落差、功率流落差和應(yīng)力等約束時(shí)各種動(dòng)力學(xué)優(yōu)化模型的減振效果。以浮筏減振結(jié)構(gòu)為例，建立了相應(yīng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并采用Kriging代理模型近似策略和多島遺傳算法進(jìn)行求解。
　　復(fù)合材料由于具有低密度、高阻尼和良好的比強(qiáng)度比剛度等特性而被工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)廣泛采用。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)在于力學(xué)性能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)

3、計(jì)相結(jié)合，設(shè)計(jì)變量多，影響因素更為復(fù)雜，優(yōu)化設(shè)計(jì)工作顯得尤為重要。本文以鋼-復(fù)合材料組合基座結(jié)構(gòu)為例，建立了組合結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化模型，研究表明，采用組合結(jié)構(gòu)功率流優(yōu)化模型能獲得更佳減振效果。
　　立管之間由于渦激振動(dòng)導(dǎo)致的干涉碰撞以及焊接時(shí)產(chǎn)生的偏心，會(huì)降低其疲勞壽命。采用名義應(yīng)力法（S~N方法）對(duì)立管進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算，分別對(duì)立管進(jìn)行了凹陷、偏移以及凹陷與偏移共同作用下立管疲勞壽命的研究計(jì)算。在此基礎(chǔ)上，通過在立管結(jié)構(gòu)外側(cè)增加復(fù)合材