基于改进非支配排序遗传算法的纵横加筋圆柱壳多目标优化

加筋圆柱壳广泛用于航天、航空和船舶领域,它在静力作用下的设计得到了广泛的研究。针对水下纵横加筋圆柱壳设计时多个性能指标要求,基于改进非支配排序遗传算法,建立了纵横加筋圆柱壳的多目标优化模型。考虑跨度中点处壳板纵剖面上的中面应力、肋骨应力和结构重力为目标函数,约束条件考虑强度和稳定性指标以及材料的几何特性。通过设定遗传算法参数,给出了Pareto解集,并分析了不同材料参数和工作水深对结果的影响。决策者可以根据决策偏好,选择最后的折中方案。

纵横加肋圆柱壳的应力分析

建立了一种纵横加肋圆柱壳有限元分析的正确的力学模型,通过大量数值计算,论证了纵骨尺寸,纵骨间距对壳体应力状态的影响,提出了一种等效各向同性壳的近似解析公式,为开展纵横加肋圆柱壳的结构设计打下了良好的基础。

大型水轮机推力轴承支架的稳定性分析

在沿纵向和环向分别采用Ｈｅｒｍｉｔｅ插值和三角级数插值的基础上，建立了一种新的几何非线性带筋环单元，进而导出了推力轴承支架结构稳定性的半离散分析法。实例证明了该法正确与可靠。

圆柱壳仅受轴向均匀外压的总稳定性分析

环肋圆柱壳存在异常特性。在异常特性区间内,其总失稳临界压力取决于仅受轴向均匀外压环肋圆柱壳的失稳临界压力。通过理论计算,揭示了环肋圆柱壳仅受轴向均于外压的失稳性质与光圆柱壳几乎一致。纵横加筋圆柱壳仅受轴向均匀外压下的失稳临界压力随肋骨尺寸或纵骨尺寸的增加而增大,随舱室长度的减小呈现先增大后减小再增大的反复递增规律。提高环肋圆柱壳在异常特性区间的失稳临界压力的有效方法是增设纵骨。

纵横加肋圆柱壳稳定特性

在一定条件下,环肋圆柱壳稳定性存在异常特性区间,即减小舱长或增大横向肋骨尺寸,环肋圆柱壳总稳定性理论临界压力不变。在这两类异常特性区间内,可以通过加设纵骨的方式来提高圆柱壳结构的总稳定理论临界压力。当相对厚度减小时,纵骨在提高总稳定临界压力方面的作用更加明显。纵横加肋圆柱壳横向刚度不足时,其稳定性也存在异常特性区间,即增大纵骨尺寸,总稳定理论临界压力保持不变。

纵横加筋圆锥壳振动特性多变量分析

为了全面掌握纵横加筋圆锥壳结构参数与其振动特性之间的关系,采用有限元软件ANSYS对纵横加筋圆锥壳进行参数化建模,并基于设计变量全组合数据,采用相关性分析、主效应分析和主成分分析方法,对纵横加筋圆锥壳结构参数与结构第一阶总体弯曲模态频率、激励力处的加速度响应总级以及结构质量之间的关系进行研究,得到了各结构参数与目标量之间关系的定量描述。为正确理解纵横加筋圆锥壳结构参数与振动特征量之间的关系提供了数据支撑,同时为此类结构的工程设计提供了参考依据。

大型纵向加筋截断锥壳稳定性的半离散分析

如何计算大型纵向加筋截断锥壳的稳定问题，尚未见到有关报导。本文在沿纵向和环向分别采用Ｈｅｒｍｉｔｅ插值和三角级数插值的基础上，建立了几何非线性带筋环单元，进而导出了半离散分析法，并经过实例检验了它的正确与可靠。这样，本文为建立各类工程结构的半离散单元提出了一种新的途径。

论潜水耐压圆柱壳的异常特性及其对策(英文)

分析了大直径新材料潜水环肋圆柱壳结构存在的若干异常特性,给出了存在异常特性时计算环肋圆柱壳强度和稳定性的方法,并提出消除异常特性的对策,即:1)当结构重量不受限制时可改用屈服极限较低的材料,通过加大壳板厚度的方法来消除异常特性;2)当结构重量受限制.必须选用屈服极限很高的材料时,可选用纵横加肋圆柱壳结构来消除异常特性.为此给出了纵横加肋圆柱壳结构的强度和稳定性的理论计算方法.本文最后通过优化设计的实例优化证明大直径新材料潜艇或潜水器适合采用纵横加肋圆柱壳结构形式.

纵横加筋圆锥壳振动特性多目标优化设计

[目的]为了提高结构第1阶总体弯曲模态频率并降低低频范围纵横加筋圆锥壳尾端处的加速度总级,建立纵横加筋圆锥壳振动特性多目标优化设计的数学模型。[方法]采用有限元软件ANSYS对纵横加筋圆锥壳进行参数化建模,分析结构的振动模态以及在纵横加筋圆锥壳尾端施加垂直向下单位集中力情况下结构的响应。以Matlab为平台,使用遗传算法和宽容排序法对纵横加筋圆锥壳振动特性进行多目标优化求解。[结果]结果发现随着宽容度以及目标重量的增大,最优方案结构载荷处的加速度总级减小;单目标优化对于同一个目标值可以有多个方案与之对应。[结论]研究结果可为加筋圆锥壳结构声学设计提供参考。

纵横加肋圆柱壳的应力分析

本文建立了纵横加肋圆柱壳结构的有限元应力分析的力学模型,论证了纵骨尺寸、纵骨间距对壳体应力状态的影响。提出了一种等效各向同性壳的近似解析公式,验证了近似公式的适用性。为开展纵横加肋圆柱壳的结构设计打下了良好的基础。