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基于多岛遗传算法的深海复合材料悬链线立管优化设计
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:哈尔滨工程大学学报
  • 时间:2013.6.6
  • 页码:819-825
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程] TU318[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室,上海200240, [2]上海打捞局,上海200090
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51009093);国家自然科学重点基金资助项目(50739004).
  • 相关项目:水下脐带缆结构的动力响应分析及损伤诊断研究
作者: 刘昊|杨和振|
中文摘要:

由于复合材料具有高比强度、耐腐蚀以及疲劳性能好,适用于深海开发,但其各向异性及多层铺设的结构设计引入大量设计变量和约束,针对深海复合材料悬链线立管建立了整体分析与局部优化相结合的优化设计模型,在设计需求及安全性的条件下进行优化设计.首先根据经典层合理论得到层合管的等效力学属性,然后建立等效结构模型并对其进行海洋环境载荷下的整体动力分析,最后以复合材料管体铺层厚度和纤维铺角为设计变量,以多工况下不同危险截面的强度和屈曲条件作为约束,使用多岛遗传算法进行优化设计.优化后的复合材料悬链线立管接头满足强度与刚度设计要求,并节省一定的复合材料用量.所提出的复合材料悬链线立管多岛遗传算法的优化设计具有可行性.

英文摘要:

In deepwater resource exploitation, fiber reinforced composite materials offer several advantages, such as high specific strength, high corrosion resistance, and high fatigue resistance. However, application of composites to offshore risers also introduces a large number of design variables and constraints in structural design due to the ani- sotropy of composite materials and multi-layer structures. A methodology was presented for optimization design of composite catenary risers based on the global-local analysis, with the consideration of design and safety require- ments. First, the classical lamination theory was used to obtain the equivalent mechanical properties of the laminat- ed tube, and next an equivalent structural model was built and a global dynamic analysis of it under the load of o- cean environment was performed. Finally, the optimization procedure was applied by taking the thickness and wind- ing angle of layers as design variables and the strength and buckling load of different dangerous cross sections as constraints under various working conditions. The multi-island genetic algorithm was used as the optimal strategy; the optimized composite catenary riser meets the strength and stiffness design requirements and saves a certain a- mount of composite materials. Research shows that the tion design based on multi-island genetic algorithm is feasible. methodology of composite catenary riser optimiza-

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
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  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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