基于遗传算法的高速艇尾轴架优化设计研究

作     者：左东升 

作者单位：大连海事大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李治彬

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：遗传算法 优化设计 船拍尾轴架 MATLAB编程 ANSYS Workbench 

摘      要：船舶结构设计应以充分发挥其特有的性能、降低建造成本为目标,以最少的成本来获得最佳的性能。船舶结构优化设计已有很长的发展历史,很多传统优化算法的运用已经相当成熟。近些年兴起的遗传算法,以简单易行、鲁棒性强等特点在结构优化设计领域中受到了广泛关注。 船舶尾轴架结构起着支撑尾轴和保证螺旋桨正常工作的作用,这要求尾轴架必须要有足够的强度和刚度;但尺寸的过大,又会导致船体重量增加,引起船舶阻力的增加,影响其快速性。因此,船舶尾轴架结构的优化设计是一个很重要的问题。 在广泛阅读文献的基础上,本文对遗传算法进行了分析和综合,对结构优化设计的基本特点进行了介绍。针对高速艇尾轴架结构的特点,建立了优化设计的力学模型和数学模型,用遗传算法对其进行了优化设计。在此基础上编制了优化计算的Matlab遗传算法程序,并以实例进行运算。最后用有限元分析软件ansys建立了尾轴架的模型,对优化结果进行验证和分析。结果表明,优化结果完全满足强度和刚度要求,说明遗传算法对船舶尾轴架结构的优化具有很高的可信度和可行性。