深海耐压壳体稳健性优化

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）深海耐压壳体稳健性优化硕士研究生：应祎指导教师：刘峰副教授企业导师：姜海宁高级工程师学科、专业：船舶与海洋工程论文主审人：高良田教授哈尔滨工程大学2018年5月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）深海耐压壳体稳健性优化硕士研究生：应祎指导教师：刘峰副教授学位级别：工程硕士学科、专业：船舶与海洋工程所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.En

2、g（MasterofEngineering）Deep-seaPressureHullRobustnessOptimizationCandidate:YingYiSupervisor:Prof.LiuFengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:NavalArchitectureandOceanEngineeringDateofSubmission:May.07,2018DateofOralExamination:Jun.08,2018University:HarbinEngineeringUniv

3、ersity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复

4、印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日深海耐压壳体稳健性优化摘要海洋是重要的战略空间和资源宝库，随着陆地资源的日益枯竭，人类将目光投向了海洋。开发和利用海洋需要借助于多种海洋装备，载人潜水器就是其中

5、重要的门类之一。载人潜水器具有系统构成复杂、仪器设备众多等特点，其中，耐压结构为大量的仪器、设备提供了布置和保护空间，其重量在总重量中占有很大的比例。由于耐压结构在深水中需要承受巨大的水压力，如何保证其在深水中不被破坏，一直是潜水器研究的重点和难点。可见，耐压结构是载人潜水器的关键系统，对于载人潜水器的安全性、总体性能等均有重要的影响。本文以多开孔柱状耐压结构为研究对象，主要开展以下研究工作：首先，针对耐压结构设计原则进行了分析，确定了耐压结构的材料、结构形式等，采用规范、有限元分析进行了无开孔耐压结构初步设计。完成了耐压结构开孔及加强设计，基于有限元分析方法进行了多开孔耐压结构

6、的强度及稳定性分析，得到了多开孔耐压结构初步设计方案。其次，设计了多开孔耐压结构参数化分析流程，研究了参数化分析过程的中的样本点采样方法，为解决参数分析过程中的模型建立、材料属性设置、载荷和边界条件设置、网格划分等问题，基于Python语言对于Abaqus软件进行二次开发。进行多开孔耐压结构的参数化分析，开展设计变量的灵敏度分析，以达到设计变量减维的目的，从而降低问题分析的难度。再次，在介绍了常用近似模型的基础上，对于试验设计样本点进行了拟合，得到了拟合精度满足工程需要的近似模型。进一步建立了多开孔耐压结构确定性多目标优化模型，利用多目标优化算法进行了优化的求解，得到了多开孔耐压

7、结构确定性优化Pareto解集，采用最小距离法确定了优化方案，并与初始设计方案进行对比。最后，在对于稳健性优化进行了研究，在分析了稳健性优化分析准则的基础上，确定了多开孔耐压结构稳健性优化的不确定性因素，分别开展了轻量化多目标、多响应多目标两种稳健性优化的研究和求解，进行了不同水平、不同优化算法所得到优化结果的分析与对比，得到的相关结论可为多开孔耐压结构提供了参考。关键词：多开孔柱状耐压壳；参数化；多目标优化；近似模型；稳健性设计深海耐压壳体稳健性优化ABSTRACTTheoce