基于魯棒性的船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、常規(guī)優(yōu)化由于不考慮設(shè)計(jì)變量的波動(dòng),這就使常規(guī)優(yōu)化解處在可行域的邊緣上,當(dāng)設(shè)計(jì)變量發(fā)生波動(dòng)后,常規(guī)優(yōu)化解將會(huì)偏離可行域從而變?yōu)椴豢尚薪?。魯棒設(shè)計(jì)由于在設(shè)計(jì)之初就考慮到了變量的波動(dòng)性,它對(duì)目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)均有魯棒性的要求,因而魯棒設(shè)計(jì)解較常規(guī)優(yōu)化解具有更好的魯棒性。
　　現(xiàn)代魯棒設(shè)計(jì)方法是在田口方法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。本文主要介紹了基于容差模型法的魯棒設(shè)計(jì),最小靈敏度法和靈敏度分析法。容差模型法考慮到設(shè)計(jì)變量的變差會(huì)引起目標(biāo)函數(shù)和約

2、束條件的變差,要在新的可行域內(nèi)找到魯棒解,該法適用于模型線性程度不高以及變差較小的情況;最小靈敏度法和靈敏度分析法是不考慮設(shè)計(jì)變量容差的方法。
　　本文將理論和實(shí)際相結(jié)合,所做主要工作如下:
　　(1)利用容差模型法對(duì)一艘8700DWT散貨船中橫剖面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了魯棒優(yōu)化設(shè)計(jì)。以板厚為設(shè)計(jì)變量,整個(gè)中橫剖面面積最小為目標(biāo)函數(shù),約束函數(shù)采用最壞情況容差進(jìn)行處理。魯棒設(shè)計(jì)結(jié)果較規(guī)范設(shè)計(jì)有更好的魯棒性。
　　(2)最小靈敏度法不

3、考慮性能參數(shù)的余度,因此本文在最小靈敏度法的基礎(chǔ)上提出了一種最小波動(dòng)法。本文所提出的最小波動(dòng)法將最小靈敏度和性能參數(shù)的余度相結(jié)合,對(duì)性能參數(shù)的波動(dòng)進(jìn)行量化。通過(guò)對(duì)4萬(wàn)噸散貨船進(jìn)行中橫剖面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的魯棒優(yōu)化設(shè)計(jì),證明本文所提出的方法較最小靈敏度法有更好的設(shè)計(jì)結(jié)果。同時(shí)本文所提出的方法也可以推廣到其它的魯棒優(yōu)化設(shè)計(jì)中。
　　(3)在MSC.Patran環(huán)境中建立27.6m雙體船全船有限元模型,通過(guò)施加邊界條件和載荷,經(jīng)過(guò)MSC.Nas