水下控制系统电子模块壳体结构优化及试验验证

《水下控制系统电子模块壳体结构优化及试验验证》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、水下控制系统电子模块壳体结构优化及试验验证刘培林王向宇苏锋贾鹏范玉杨曹学伟海洋石油工程股份有限公司哈尔滨工程大学机电工程学院摘要：基于水下控制系统电子模块（SEM）轻量化的要求，确定了SEM结构方案，并对其耐压壳体进行了结构设计。对SEM壳体的失效模式进行了有限元分析，确定了其失效形式为屈服失效。在此基础上，采用种基于响应面方程的多目标优化法建立了SEM売体的响应面方程模型，应用Pareto遗传算法得到了响应面模型方程的全局最优解，从而得到壳体优化后的参数值;最后将所设计的SEM壳体采用优化后的结构尺寸加工制造成实体，并对其进行了高压舱试验验

2、证，结果表明，优化后的SEM壳体质量较优化前降低了24.8%,.ft满足其在强度和稳定性方面的要求，实现了SEM轻量化的目标。本文研究成果对深水水下控制系统电子模块壳体结构设计具有较好的借鉴意义。关键词：水下控制系统电子模块；SEM壳体;多目标结构优化;响应面方程；Pareto遗传算法;高压舱试验;作者简介：刘培林，男，教授级高级工程师，主要从事海洋石油研究设计工作。地址：天津市塘沽区丹江路1078号616信箱（邮编:300451）。E-mail:peilin6mai1.cooec・com・cn。作者简介：王向宇，男，在读博士研究生，主要从事

3、水下智能机械和机器人控制技术的研究。地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学61号楼（邮编:150001）oE-mail:wangxiangyu325@126.com。收稿日期:2017-05-17基金：工信部海洋工程装备科研项日“水下控制系统与关键设备研发”“水下控制系统对接盘、锁紧结构研制”OptimizationandtestoftheelectronicmoduleshellstruetureinsubseacontrolsystemsLIUPe订inWANGXiangyuSUFengJIAPengFANYuyangCAOX

4、ueweiOffshoreOilEngineeringCo.Ltd.;CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,HarbinEngineeringUniversity;Abstract：Accordingtothelightweightrequirementsforsubseaelectronicmodules(SEM)incontrolsystems,SEMstructureschemewasdetermined,andthedesignofitspressureshellstructurewa

5、scarriedout.FiniteelementanalysisforthefailuremodeoftheSEMshellswasconducted,andthefailuretypewasdeterminedtobeyieldfailure.Onthebasisoftheworkabove,theequationofresponsesurfacemodelofSEMshellswasestablishedusingamulti-objectiveoptimizationmethodbasedonresponsesurfaceequati

6、on.OveralloptimeilsolutionoftheequeitionwasobtainedbyapplyingParetogeneticalgorithm,hencetheoptimizedparamctcrvaluesofshellsaswell.Finally,aprototypewasfabricatedbasedontheoptimizedstrueture,andhighpressuretanktestswerecarriedout.TheresultsshowthatthemassoftheoptimizedSEMis

7、smallerthanthatofthepreviousoneby24.8%,andmeetsthestrengthandstabilityrequircmcnts,achievingthegoaloflightweight.Theresultsoftheresearchworkherehavegoodrefereneesignificanceforelectronicmoduleshellstructuredesignofdeepwatercontrolsystems.Keyword：electronicmoduleinsubseacont

8、rolsystem;SEMshell;multi-objectiveoptimizationofstrueture;responsesurfaceequation;