基于ANSYS的响应曲面优化在船舶甲板支柱线性屈曲分析中的应用

2016-08-06吕鸿冠叶剑钊

船舶标准化工程师 2016年1期

关键词：优化结构分析

黄技，吕鸿冠，严谨，叶剑钊

（广东海洋大学工程学院，广东湛江 524088）

基于ANSYS的响应曲面优化在船舶甲板支柱线性屈曲分析中的应用

黄技，吕鸿冠，严谨，叶剑钊

（广东海洋大学工程学院，广东湛江 524088）

随着有限元技术和计算机软硬件的迅速发展，结构优化设计的理论和算法均得到巨大的飞跃，并越来越受到工程师的重视。利用ANSYS的Static Structural模块和Design Exploration模块，在考虑压杆稳定的情况下，对船舶甲板支柱进行线性屈曲分析，得到一阶线性屈曲因子后，对其进行结构优化，通过对优化数据的分析对比，得到支柱结构的最优化方案，在现实工程应用中具有一定的指导意义。

结构优化设计；线性屈曲；压杆稳定；船舶支柱

0 引言

优化设计的概念起源于人们的社会生产实践活动。当一个产品设计或一项工程结构不能满足实际需求时，设计师或工程师往往会依照前人或自己累积的经验，遵循一定的“优化思想”和“优化原则”，通过采用不同的方法，不断改变设计模型和设计变量，从而改善产品或结构的各项性能指标，使设计达到最优化。

本文通过ANSYS的Static Structural模块，在考虑压杆稳定的情况下，对船舶甲板支柱进行线性屈曲分析，得到一阶线性屈曲因子后，利用一阶性线性屈曲因子与特征值（预应力）的关系，求出屈曲极限，并在Design Exploration模块中的Response Surface对支柱进行结构优化，通过对设计变量和目标函数的分析对比，得到支柱结构的最优化方案，在现实工程应用中具有一定的指导意义。