载人潜器非耐压结构多目标优化设计

摘要

非耐压框架结构是载人潜器各分系统设备的安装基础，也是潜器布放回收和母船系固的主要承力结构，其设计优劣直接影响潜器的使用安全和总体性能。对载人潜器非耐压框架结构进行优化设计具有重要意义。本文基于近似模型技术和多目标优化理论开展框架结构优化设计，并根据稳健性理论进行了框架结构的稳健性优化。
　　本文针对传统优化方法不能实现自动计算和连续优化的问题，采用APDL参数化语言实现了框架结构的参数化建模，并将ANSYS与ISIGHT集成搭建了框架结构的优化设计流程。基于试验设计，根据灵敏度分析完成了框架结构设计变量的筛选，通过近似模型的精度分析构建了框架结构响应面近似模型。采用响应面近似模型进行数值计算，使用智能优化算法完成了框架结构单目标和多目标优化设计，并将结果与有限元计算值对比，验证了基于近似模型优化的准确性。最后，将试验设计、近似模型技术和蒙特卡洛模拟相结合，基于稳健性优化原则实现了框架结构的稳健性优化设计，提高了框架结构的稳健性。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 载人潜器发展历程与现状

1.3 结构优化国内外研究现状

1.4 论文主要研究内容

第2章 近似模型技术研究

2.1 试验设计

2.2 近似模型的构建方法

2.3 近似模型对比分析

2.4 本章小结

第3章 非耐压框架结构有限元参数化建模

3.1 参数化设计语言APDL

3.2 结构参数化建模思路

3.3 结构参数化有限元模型的建立

3.4 参数化模型强度校核

3.5 本章小结

第4章 非耐压框架结构确定性优化设计

4.1 多目标优化问题

4.2 优化算法研究

4.3 ISIGHT优化系统平台的建立

4.4 设计变量灵敏度分析

4.5 近似模型构建及精度分析

4.6 非耐压结构确定性优化设计

4.7 本章小结

第5章 非耐压框架结构稳健性优化设计

5.1 稳健性优化设计理论

5.2 单响应单目标和单响应多目标稳健性优化设计

5.3 非耐压框架结构稳健性优化设计

5.4 本章小结

结论

参考文献

附录

致谢