基于isight的船用设备关键零件多学科优化

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1、江苏科技大学本科毕业设计（论文）江苏科技大学本科毕业设计（论文）学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名班级学号指导教师二零一一年六月41江苏科技大学本科毕业设计（论文）江苏科技大学本科毕业论文基于Isight的船用设备关键零件多学科优化ThemultidisciplinaryoptimizationofthekeypartsoftheMarineequipmentusingIsight41江苏科技大学本科毕业设计（论文）摘要多学科优化是九十年代以来在国外迅速发展的一门学科，它可以有效地解决大规模复杂工程系统的设计问题，因此在航空航天领

2、域有广阔的应用前景，而在我国，多学科设计优化技术的研究才刚刚起步。本文正是以此为契机，对船用设备关键零件活塞进行了多学科设计优化。将多学科设计优化方法应用到船舶或船舶关键零部件设计中，它使原来的串行的设计过程变为并行的设计模式。在这种设计模式下，综合考虑各个学科之间的相互作用所产生的协同效应，充分利用并行的设计信息，从而找到全局最优解，不仅提高设计结果的可信度，提高了设计质量，缩短了设计周期，而且节省了造船成本。活塞作为船舶柴油机的关键零部件之一，它的工作情况直接关系到柴油机的工作可靠性和使用耐久性，同时直接影响到柴油机的排放性能。因此对船用柴油

3、机活塞进行多学科优化无疑具有重大的工程应用价值。本文应用APDL语言对活塞进行模型的构建，然后再对活塞进行热分析，模态分析，得到温度场和固有频率，并在分析完成后生成相应的命令流脚本，作为活塞多学科设计优化的输入文件，基于Isight的多学科设计优化的思想为以一定的设计变量，满足一定的约束，选择合适的算法，达到一定的优化目标。本文选用NLPQL的计算方法对活塞的质量进行了最优化，在不超过最高温度和最大振动频率的情况下，得到了活塞的最小质量，从而减轻了整个柴油机的重量，达到了优化目的。关键词:多学科优化；柴油机活塞；热分析；模态分析41江苏科技大学本

4、科毕业设计（论文）AbstractMultidisciplinaryoptimizationisanemerging,newengineeringdisciplineinoverseassince1990s.Sinceitcansolvethedesignproblemofthelarge-scalecomplexengineeringsystems,ithaswidepotentialapplicationsinthefieldofaerospaceengineering.WhileinChina,itbelongstoaninitialres

5、earch.Thisthesistakesthepistonwhichisthekeypartofthemarineequipmentforexampletodotheresearchworkonthemultidisciplinaryoptimization.Usingmultidisciplinaryoptimizationinthedesignprocessofthekeypartsofthemarineequipment,itchangesthedesignprocessfromserialmodaltotheparallelingmod

6、al.Underthismodal,consideringtherelationsbetweeneachdiscipline,usingthedesigninformationfullytogettheoptimalanswer,notonlydoesitimprovethereliabilityoftheresult,improvethedesignquality,shortenthedesigncycle,butalsoitsavesthecost.Pistonisoneofthekeypartsofthemarineequipment,it

7、sworkingconditionconcernsworkingdependabilityandusedurabilityofthedieselenginedirectly.Atthesametime,itinfluencestheemissionperformanceofthedieselenginedirectly.SoitisveryvaluabletoresearchthemultidisciplinaryoptimizationonthePistonofdieselengineThistextcreatesthemodalofplung

8、erbyAPDL,thenanalysisthethermalandmodaldisciplinesbyANSYS,obtainingt