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原文传递深海耐压壳体稳健性优化

论文题名：	深海耐压壳体稳健性优化
关键词：	载人潜水器;耐压结构;稳健性设计;多目标优化
摘要：	海洋是重要的战略空间和资源宝库，随着陆地资源的日益枯竭，人类将目光投向了海洋。开发和利用海洋需要借助于多种海洋装备，载人潜水器就是其中重要的门类之一。载人潜水器具有系统构成复杂、仪器设备众多等特点，其中，耐压结构为大量的仪器、设备提供了布置和保护空间，其重量在总重量中占有很大的比例。由于耐压结构在深水中需要承受巨大的水压力，如何保证其在深水中不被破坏，一直是潜水器研究的重点和难点。可见，耐压结构是载人潜水器的关键系统，对于载人潜水器的安全性、总体性能等均有重要的影响。本文以多开孔柱状耐压结构为研究对象，主要开展以下研究工作: 　　首先，针对耐压结构设计原则进行了分析，确定了耐压结构的材料、结构形式等，采用规范、有限元分析进行了无开孔耐压结构初步设计。完成了耐压结构开孔及加强设计，基于有限元分析方法进行了多开孔耐压结构的强度及稳定性分析，得到了多开孔耐压结构初步设计方案。　　其次，设计了多开孔耐压结构参数化分析流程，研究了参数化分析过程的中的样本点采样方法，为解决参数分析过程中的模型建立、材料属性设置、载荷和边界条件设置、网格划分等问题，基于Python语言对于Abaqus软件进行二次开发。进行多开孔耐压结构的参数化分析，开展设计变量的灵敏度分析，以达到设计变量减维的目的，从而降低问题分析的难度。　　再次，在介绍了常用近似模型的基础上，对于试验设计样本点进行了拟合，得到了拟合精度满足工程需要的近似模型。进一步建立了多开孔耐压结构确定性多目标优化模型，利用多目标优化算法进行了优化的求解，得到了多开孔耐压结构确定性优化Pareto解集，采用最小距离法确定了优化方案，并与初始设计方案进行对比。　　最后，在对于稳健性优化进行了研究，在分析了稳健性优化分析准则的基础上，确定了多开孔耐压结构稳健性优化的不确定性因素，分别开展了轻量化多目标、多响应多目标两种稳健性优化的研究和求解，进行了不同水平、不同优化算法所得到优化结果的分析与对比，得到的相关结论可为多开孔耐压结构提供了参考。
作者：	应祎
专业：	船舶与海洋工程
导师：	刘峰;姜海宁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文