CN111098995A - 一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统，系统的建立步骤包括：通过板厚自动迭代循环模型进行船舶的中横剖面板厚的初步调整；通过型材规格优选工具筛选出合适的船舶型材库；定制基于型材库的船舶中横剖面结构尺寸优化标准模板，构建尺寸优化系统，本发明先对中横剖面板厚初步调整，然后筛选构建合适的船舶型材库，最后利用定制的船舶中横剖面结构尺寸优化标准模板，采用基于型材库的构件优化方法，显著提升了船舶型材的优化效率，寻优效率高，能更快地为船舶筛选出合适的型材。
Description
技术领域
本发明涉及船舶设计领域，尤其涉及一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统。
背景技术
在船舶结构优化设计中，中横剖面构件尺寸优化应用最为广泛。基于规范描述性要求的二维横剖面尺寸设计仍然是船舶结构设计初期的主要方法，规范描述性计算通常采用船级社软件。
目前，对油船和散货船中横剖面结构尺寸优化的研究较多，但较少考虑共同结构规范(CSR：Come Structural Rule)中的多种约束条件和载荷，优化结果通常不能完全满足规范要求和实际应用。随着船舶结构规范的不断更新，为了在实船构件尺寸优化中同时考虑多种优化约束条件，基于现有船级社规范软件实现构件尺寸的自动优化成为最佳方案。
对于油船和散货船中横剖面结构尺寸优化问题，设计变量多为离散值，CSR规范约束条件的非线性程度较高，通常采用智能优化算法寻优。对剖面整体优化时，由于构件数目多，设计变量和约束条件的规模较大，智能优化算法所需的寻优迭代次数多，不可行解的比例非常高，寻优效率较低，甚至得不到最优解。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统，解决以上技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统，系统的建立步骤包括：
S100、通过板厚自动迭代循环模型进行船舶的中横剖面板厚的初步调整；
S200、通过型材规格优选工具筛选出合适的船舶型材库；
S300、定制基于型材库的船舶中横剖面结构尺寸优化标准模板，构建尺寸优化系统。
优选地，所述中横剖面板厚的初步调整包括依据规范计算得到的板厚、板的弯曲应力和板的剪切应力的相对比例关系，进行板厚的自动迭代循环，自动迭代循环的次数不超过十次。
优选地，所述船舶型材库的建立步骤包括：
S201、依据型材腹板和面板尺寸的取值范围，生成初始型材库；
S202、对初始型材库进行筛选，得到船舶型材库。
优选地，所述初始型材库的筛选步骤包括：
参考船舶的规范型材构件的细长比要求，对初始型材库内的型材规格进行第一轮筛选；
依据型材的剖面模数和截面面积，对第一轮筛选后的型材进行第二轮筛选。
优选地，第二轮初步筛选后，当型材规格数大于1000或小于2时，通过浮动筛选系数对型材库进行再次筛选，直至型材规格数在2-1000内。
优选地，所述基于型材库的船舶中横剖面结构尺寸优化标准模板是采用通用优化平台软件集成船级规范校核软件，以板厚和型材规格为设计变量，从所述船舶型材库内筛选出型材，对油船和散货船的中横剖面结构尺寸展开优化。
有益效果：本发明先对中横剖面板厚初步调整，然后筛选构建合适的船舶型材库，最后利用定制的船舶中横剖面结构尺寸优化标准模板，采用基于型材库的构件优化方法，显著提升了船舶型材的优化效率，寻优效率高，能更快地为船舶筛选出合适的型材。本发明的尺寸优化系统适用于油船和散货船在满足共同结构规范要求下的中横剖面结构尺寸优化，可有效提高优化效率。
附图说明
图1为本发明的尺寸优化系统的构建步骤流程图；
图2为本发明的船舶型材库的构建步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，本发明提供了一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统，系统的建立步骤包括：
S100、通过板厚自动迭代循环模型进行船舶的中横剖面板厚的初步调整，利用在通用优化平台软件中定制的板厚自动迭代循环模型，依据规范计算得到的板厚、板的弯曲应力和板的剪切应力的相对比例关系，对中横剖面板厚进行自动迭代循环，筛选出合适、符合要求的船舶板厚。
S200、通过型材规格优选工具筛选出合适的船舶型材库；
S300、利用在通用优化平台定制的船舶中横剖面结构尺寸优化标准模板，以板厚和型材规格为设计变量，构建尺寸优化系统，以便开展油船和散货船中横剖面结构尺寸优化。
本发明的优点在于：
本发明先对中横剖面板厚初步调整，然后筛选构建合适的船舶型材库，最后利用定制的船舶中横剖面结构尺寸优化标准模板，采用基于型材库的构件优化方法，显著提升了船舶型材的优化效率，寻优效率高，能更快地为船舶筛选出合适的型材。本发明的尺寸优化系统适用于油船和散货船在满足共同结构规范要求下的中横剖面结构尺寸优化，可有效提高优化效率。
作为本发明一种优选的实施方案，中横剖面板厚的初步调整包括依据规范计算得到的板厚、板的弯曲应力和板的剪切应力的相对比例关系，对中横剖面板厚进行自动迭代循环，自动迭代循环的次数不超过十次，可得到合理的初始板厚方案。
如图2所示，作为本发明一种优选的实施方案，船舶型材库的建立步骤包括：
S201、依据型材腹板和面板尺寸的取值范围，生成初始型材库；利用型材规格优选工具，输入型材规格初始方案并设置型材截面尺寸的取值范围，型材规格优选工具会自动生成初始型材库。
S202、对初始型材库进行筛选，得到船舶型材库。
作为本发明一种优选的实施方案，初始型材库的筛选步骤包括：
参考船舶规范中对型材构件的细长比要求，对初始型材库内的型材规格进行第一轮筛选；
依据型材的剖面模数和截面面积，对第一轮筛选后的型材进行第二轮筛选。经过两轮筛选后的船舶型材库可满足船舶的型材的细长比要求和剖面模数要求，船舶型材库的减重优势比初始型材库更大。
作为本发明一种优选的实施方案，第二轮初步筛选后，当型材规格数大于1000或小于2时，通过浮动筛选系数对型材库进行再次筛选，直至型材规格数在2-1000内。
作为本发明一种优选的实施方案，基于型材库的船舶中横剖面结构尺寸优化标准模板是采用通用优化平台软件集成船级规范校核软件，以板厚和型材规格为设计变量，从船舶型材库内筛选出型材，约束条件满足CSR规范描述要求，涉及总纵强度、局部强度、屈曲和疲劳强度。利用尺寸优化标准模板对油船和散货船的中横剖面结构尺寸展开优化，构成尺寸优化系统。优化迭代过程中不可行解的比例显著降低，寻优效率提高。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统，其特征在于，系统的建立步骤包括：
S100、通过板厚自动迭代循环模型进行船舶的中横剖面板厚的初步调整；
S200、通过型材规格优选工具筛选出合适的船舶型材库；
S300、定制基于型材库的船舶中横剖面结构尺寸优化标准模板，构建尺寸优化系统。
2.根据权利要求1所述的一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统，其特征在于，所述中横剖面板厚的初步调整包括依据规范计算得到的板厚、板的弯曲应力和板的剪切应力的相对比例关系，进行板厚的自动迭代循环，自动迭代循环的次数不超过十次。
3.根据权利要求1所述的一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统，其特征在于，所述船舶型材库的建立步骤包括：
S201、依据型材腹板和面板尺寸的取值范围，生成初始型材库；
S202、对初始型材库进行筛选，得到船舶型材库。
4.根据权利要求3所述的一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统，其特征在于，所述初始型材库的筛选步骤包括：
参考船舶的规范型材构件的细长比要求，对初始型材库内的型材规格进行第一轮筛选；
依据型材的剖面模数和截面面积，对第一轮筛选后的型材进行第二轮筛选。
5.根据权利要求4所述的一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统，其特征在于，经过所述第二轮初步筛选后，当型材规格数大于1000或小于2时，通过浮动筛选系数对型材库进行再次筛选，直至型材规格数在2-1000内。
6.根据权利要求1所述的一种油船和散货船的中横剖面结构的尺寸优化系统，其特征在于，所述船舶中横剖面结构尺寸优化标准模板采用通用优化平台软件集成船级规范校核软件，以板厚和型材规格为设计变量，从所述船舶型材库内筛选出型材，对油船和散货船的中横剖面结构尺寸展开优化。
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| 张博识: "油船结构轻量化设计研究", 《工程科技Ⅱ辑》 * |
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