基于响应面法的复合材料舱壁结构优化设计

为减轻船舶结构重量,提高船舶的承运能力,造船企业逐渐考虑采用复合材料结构替代常规的钢制舱壁结构。为得到最佳的舱壁结构设计参数,提出了一种将响应面模型与遗传算法相结合的优化设计方法。采用Box-Behnken设计方法,在设计空间中抽取样本点并进行模拟,建立舱壁最大变形、最大Mises应力及质量的响应面模型。利用遗传算法对响应面模型进行优化,得到Pareto最优解。仿真实验表明:与原先的钢制舱壁方案,优化后的质量减轻了约23%,最大变形基本与钢制舱壁方案一致。研究结果表明所提出的方案适用于工程结构多参数优化设计。

泡沫填充波纹夹层板平面压缩特性数值模拟

泡沫填充波纹夹层板结构具备较高的极限承载能力及较好的冲击吸能能力。基于ABAQUS通用平台建立了泡沫填充波纹夹层板结构平面压缩特性的数值模拟方法,对无填充、聚氨酯泡沫填充及泡沫铝填充的波纹夹层板结构进行平面压缩的系列化有限元数值模拟。计算结果表明,泡沫填充对波纹板结构有较好的增强作用,可提高结构的极限承载能力及能量吸收能量,芯层愈弱效果愈好。高强度泡沫铝填充材料可使腹板的屈曲模式由一阶向高阶转变,从而大幅提高极限承载能力及吸能能力。研究成果可为新型混杂波纹夹层板的设计应用提供参考建议。

裂纹圆管弯曲承载能力研究

本文基于试验和有限元模拟的方法研究裂纹圆管在弯曲载荷作用下的力学性能。通过三点弯曲试验方法探究裂纹圆管在不同裂纹长度和不同裂纹角度下的极限载荷,采用有限元模拟的方法与试验结果进行对比,并计算裂纹尺寸和撞头尺寸的影响。结果表明,随着裂纹长度的增加,裂纹圆管的承载能力降低,局部变形减少。裂纹角度为0°时是最危险的工况,裂纹角度为90°是最安全的工况。撞头撞击位置和撞头几何参数均会改变与裂纹圆管的接触面积,从而影响承载能力。