【摘 要】
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舰船在航行过程中必然会受到主机、螺旋桨和波浪等外界激励的作用。这些激励将引起舰船结构发生不同程度的有害振动。因此,加筋板作为舰船上最主要的结构形式,其动力特性直接
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舰船在航行过程中必然会受到主机、螺旋桨和波浪等外界激励的作用。这些激励将引起舰船结构发生不同程度的有害振动。因此,加筋板作为舰船上最主要的结构形式,其动力特性直接影响到舰船的舒适性、安全性、隐身性乃至作战性。研究加筋板结构动力特性并进一步对其进行动力优化具有重要的工程意义。本文正是基于自适应进化策略优化算法,通过改变板厚、加筋间距和加筋型号对加筋板结构进行了动力优化,以避免发生共振。本文首先对以Mindlin板弯曲理论及空间梁理论为基础建立的有限单元模型进行了相关研究,并在此基础上介绍了求解结构动力特性的子空间迭代法。然后讨论了常用的一些优化算法,并从中选取了自适应进化策略作为本文动力优化的工具。将有限元理论和结构优化理论相结合,利用FORTRAN语言编写了相应的计算机程序。最后将程序应用到具体的工程实际之中,选取舰船上典型的加筋板结构如甲板和全封闭式桅杆进行动力优化。以结构的重量作为目标函数;板厚、加筋型号及加筋间距等已经规格化的尺寸作为离散设计变量;以螺旋桨叶频、倍叶频和主机等激励频率设计出的频率禁区作为约束条件。优化结果表明,本文所优化的甲板及全封闭式桅杆与原始设计方案相比,在满足不发生共振的要求下,重量均有不同程度的减轻,达到了较好的优化效果。
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