马清勇，田阿利，赵元帅，傅梓轩，姚 鹏

(江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 212000)

0 引 言

轻量化船舶结构设计已成为目前船舶设计建造追求的目标。钢聚氨酯夹层板结构因其具有重量轻、比强度高、比刚度大、耐疲劳性和可减少焊接施工等优点，广泛应用于当代军事、航空航天、桥梁工程、能源工程、船舶与海洋工程等领域[1]。由于夹层板结构设计变量，相关约束较多，选取合理、高效的优化设计方法，对提高复合材料夹层板结构的设计能效有重要意义。

响应面法是一种采用数学建模和试验设计相结合的优化方法，具有高效率、高精度、较少试验次数、显性表述设计变量和响应值之间影响等优点，得到了广泛的应用[2-5]。鲍诺[2]将响应面和优化方法相结合，以飞机基准模型作为算例，验证了响应面和优化方法相结合在结构分析中的有效性。郑彬[3]将工作台作为结构优化研究对象，对主要结构参数进行Box-Behnken试验设计，采用优化算法对响应面模型进行优化，确定了最佳优化方案。王萌[4]采用响应面法建立了目标函数与设计变量之间的非线性关系，将整车的操纵性、内部空间、车身质量进行优化，实现了减重的同时操纵性的改善。

本文为实现烟囱结构轻量化的同时具有更优良力学性能的目标，基于重量相当的原则，对传统钢加筋板烟囱结构进行钢聚氨酯夹层板结构初步替代设计，采用精度高、设计试验次数较少的Box-Behnken响应面法开展SPS烟囱结……