海上风电安装船八边形桩腿结构轻量化优化分析

桩腿作为自升自航式海上风电安装船的关键支撑结构,关系到海上风电安装工作能否安全高效地进行。在安装船设计过程中,根据规范标准和经验,为了保证桩腿结构的安全性,会保留较大的结构冗余度,但过强的结构设计往往带来成本和施工难度的提升。为了降低桩腿屈服强度储备冗余度,实现桩腿结构轻量化,基于Kriging代理模型和多目标遗传算法(MOGA),以八边形桩腿的围板壁厚、导向板壁厚、平台隔板壁厚、平台隔板主肋壁厚、围板肋壁厚为优化变量,根据相关规范设置合理的约束条件,以桩腿结构的轻量化和应力冗余度最小化为优化目标进行优化分析。优化结果显示,取平台隔板主肋厚度为0.008 m、围板肋厚度为0.013 m、围板厚度为0.013 m、导向板厚度为0.093 m、平台隔板厚度为0.015 m时,桩腿质量相比原设计方案降低19.3%,且最大应力和最大位移均在许用范围内,初步达到了轻量化、低应力冗余度的目标。为后续八边形桩腿结构轻量化技术提供了重要的理论指导与参考。