CH優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)用

會(huì)計(jì)學(xué)1CH優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)用

優(yōu)化目標(biāo)限制條件有待優(yōu)化參數(shù)目標(biāo)函數(shù)約束條件設(shè)計(jì)變量ObjectiveFunctionConstraintDesignVariables7.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型

通常，結(jié)構(gòu)形式選定后，對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)、外形參數(shù)優(yōu)化。第1頁(yè)/共18頁(yè)1)設(shè)計(jì)變量尺寸(板厚、間距等）

應(yīng)力、變形，等

狀態(tài)變量狀態(tài)變量與設(shè)計(jì)變量的關(guān)系第2頁(yè)/共18頁(yè)2)約束條件①狀態(tài)約束：如最大工作應(yīng)力≤許用應(yīng)力②

限界約束：對(duì)設(shè)計(jì)變量變化范圍的約束，如最小允許板厚。

如:

表示為：

第3頁(yè)/共18頁(yè)3)目標(biāo)函數(shù)

將設(shè)計(jì)追求的目標(biāo)解析化、數(shù)量化，用函數(shù)表示，叫目標(biāo)函數(shù)?？梢允侵亓?、成本、可靠度或使用效能等。4)數(shù)學(xué)表達(dá)式選擇模型1滿足：

使用目標(biāo)函數(shù)min(max)第4頁(yè)/共18頁(yè)例:

模型2

Subjectto

，（多種方案）min第5頁(yè)/共18頁(yè)7.2.船舶優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)1)離散度量情況a、連續(xù)變量圓整規(guī)格化b、直接取離散值。2）變量組合或鏈接

型號(hào)（一組參數(shù)）3)變量變換:第6頁(yè)/共18頁(yè)5)靈敏度分析：

目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)關(guān)于設(shè)計(jì)變量變化的梯度。

某一設(shè)計(jì)變量組:

變化率4)分級(jí)優(yōu)化：

船舶結(jié)構(gòu)復(fù)雜系統(tǒng)：

總體相當(dāng)板厚

局部板材、骨材第7頁(yè)/共18頁(yè)7.3.1軍規(guī)條文約束條件1）正應(yīng)力

2）剪力條件

7.3艦船舯剖面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)約束：軍規(guī)。變量：剖面尺寸。目標(biāo)：重量輕。第8頁(yè)/共18頁(yè)3)極限強(qiáng)度條件

4)穩(wěn)定性：

骨材

第9頁(yè)/共18頁(yè)7.3.2數(shù)學(xué)模型分二級(jí)優(yōu)化1）一級(jí)優(yōu)化

中剖面材料的優(yōu)化布置

①設(shè)計(jì)變量：基準(zhǔn)相當(dāng)板厚各列板

i:板架編號(hào)（甲板，舷側(cè)板，底板架）i=1,2,3,...k：板列i=1,2，...,K各個(gè)列板厚度的比例系數(shù)，可由母型船或統(tǒng)計(jì)值給出。

第10頁(yè)/共18頁(yè)②

約束條件：這里取第11頁(yè)/共18頁(yè)③目標(biāo)函數(shù)：剖面積

已確定的構(gòu)件截面積(縱桁等大構(gòu)件)。列板寬

列板厚：

第12頁(yè)/共18頁(yè)

板列材料的合理分配（對(duì)各列板分別優(yōu)化），確定縱骨材料比例、縱骨尺寸、間距）。①設(shè)計(jì)變量：縱骨截面積（板列上）縱骨間距板列厚度關(guān)系式：2)二級(jí)優(yōu)化(、板列寬已知）

第13頁(yè)/共18頁(yè)約束條件:

（a）縱骨穩(wěn)定性（b）合成應(yīng)力第14頁(yè)/共18頁(yè)（c）最小允許板厚（d）縱骨間距（工藝）

（e）最小剖面模數(shù)（不小于第一次近似）極限狀態(tài)，計(jì)及板厚折減

第15頁(yè)/共18頁(yè)③目標(biāo)函數(shù)：