本文主要研究内容
作者吴瀚崚（2019）在《深海剖面浮标的结构力学研究及多目标优化》一文中研究指出：随着科学技术的发展,人类的探索活动范围逐渐由陆地延伸到海洋。由于海洋幅员广阔,各大洋的地质运动、气候变化以及大洋环流等活动对陆地环境和人类生活影响深刻;同时,海洋中蕴藏着丰富的资源,对海洋资源的开发利用可以极大地缓解对传统资源严重依赖的现状。近年来水下探测以及深海探测,海洋资源开发利用逐渐成为了热门话题和研究热点,包括载人探测器、水下机器人、水下滑翔机、海洋探测浮标等多种多样的水下探测器被研发并参与水下探测作业。本文的研究对象是山东大学自主研制的4000 m深海剖面探测浮标。其结构主要包括浮力调节系统,多参数传感器系统,铱星透传系统,中央控制的嵌入式系统,以及耐压圆柱壳体。由于大深度探测器在承受深海高压的同时还需提供足够的有效搭载浮力,本文重点对高压圆柱壳壳体进行研究,建立高压圆柱壳力学模型,进而进行有限元仿真分析,采用基于遗传算法的多目标算法优化壳体参数,通过压力试验验证壳体可靠性,最终进行海上试验。首先,介绍深海剖面浮标的工作原理及主要结构组成,其结构主要包括超高压小型液压驱动的浮力调节系统,由温盐深、溶解氧传感器组成的多参数传感器系统,将铱星模块和GPS集成的实时定位和信息透传系统,控制浮力调节系统、收集传感器采集的数据、控制定位和透传的嵌入式系统,可以承受深海高压并且提供正浮力的耐压圆柱壳体。其次,通过圆柱壳体的平衡方程,本构方程,挠度方程以及变形协调方程,结合Donnell化简,推导出基于Donnell化简的圆柱壳平衡方程和圆柱壳协调方程,并将初始缺陷系数引入其中。用双三角级数进行坐标代换,采用能量法的哈密顿原理求解平衡方程和协调方程,得到圆柱壳体关于内径、长度、波数等参数的最大不失稳解析函数。然后,采用有限元分析软件Abaqus对不同约束下的圆柱壳体进行静力学分析,得到不同尺寸壳体的应力应变情况。同时对不同约束条件下的圆柱壳体进行特征值屈曲分析,得到线性屈曲情况下的壳体临界压力,在特征值屈曲的基础上在inp文件内添加初始缺陷系数,模拟分析圆柱壳体的非线性屈曲。基于强度分析和非线性屈曲分析结果,采用加强筋的方法对壳体进行优化加强处理,并采用有限元分析比较。基于壳体结构力学分析和有限元模拟,采用基于NSGA-II的遗传算法对深海耐压壳体的尺寸参数和材料参数进行多目标优化。建立初始种群,通过交叉、变异、选择算子进行多代遗传,引入精英策略和非支配排序,求解不同材料圆柱壳体的Pareto最优解。并得到不同材料适用的深度范围。最终对基于理论,仿真和算法优化得到壳体的优化尺寸参数范围,依据实际需要搭载的有效质量选择最优壳体尺寸,并进行压力试验验证。将组装好的浮标进行湖上试验以测试浮力调节系统,随后搭载科考船进行海试测试实际效果。
Abstract
sui zhao ke xue ji shu de fa zhan ,ren lei de tan suo huo dong fan wei zhu jian you liu de yan shen dao hai xiang 。you yu hai xiang fu yuan an kuo ,ge da xiang de de zhi yun dong 、qi hou bian hua yi ji da xiang huan liu deng huo dong dui liu de huan jing he ren lei sheng huo ying xiang shen ke ;tong shi ,hai xiang zhong wen cang zhao feng fu de zi yuan ,dui hai xiang zi yuan de kai fa li yong ke yi ji da de huan jie dui chuan tong zi yuan yan chong yi lai de xian zhuang 。jin nian lai shui xia tan ce yi ji shen hai tan ce ,hai xiang zi yuan kai fa li yong zhu jian cheng wei le re men hua ti he yan jiu re dian ,bao gua zai ren tan ce qi 、shui xia ji qi ren 、shui xia hua xiang ji 、hai xiang tan ce fu biao deng duo chong duo yang de shui xia tan ce qi bei yan fa bing can yu shui xia tan ce zuo ye 。ben wen de yan jiu dui xiang shi shan dong da xue zi zhu yan zhi de 4000 mshen hai pou mian tan ce fu biao 。ji jie gou zhu yao bao gua fu li diao jie ji tong ,duo can shu chuan gan qi ji tong ,yi xing tou chuan ji tong ,zhong yang kong zhi de qian ru shi ji tong ,yi ji nai ya yuan zhu ke ti 。you yu da shen du tan ce qi zai cheng shou shen hai gao ya de tong shi hai xu di gong zu gou de you xiao da zai fu li ,ben wen chong dian dui gao ya yuan zhu ke ke ti jin hang yan jiu ,jian li gao ya yuan zhu ke li xue mo xing ,jin er jin hang you xian yuan fang zhen fen xi ,cai yong ji yu wei chuan suan fa de duo mu biao suan fa you hua ke ti can shu ,tong guo ya li shi yan yan zheng ke ti ke kao xing ,zui zhong jin hang hai shang shi yan 。shou xian ,jie shao shen hai pou mian fu biao de gong zuo yuan li ji zhu yao jie gou zu cheng ,ji jie gou zhu yao bao gua chao gao ya xiao xing ye ya qu dong de fu li diao jie ji tong ,you wen yan shen 、rong jie yang chuan gan qi zu cheng de duo can shu chuan gan qi ji tong ,jiang yi xing mo kuai he GPSji cheng de shi shi ding wei he xin xi tou chuan ji tong ,kong zhi fu li diao jie ji tong 、shou ji chuan gan qi cai ji de shu ju 、kong zhi ding wei he tou chuan de qian ru shi ji tong ,ke yi cheng shou shen hai gao ya bing ju di gong zheng fu li de nai ya yuan zhu ke ti 。ji ci ,tong guo yuan zhu ke ti de ping heng fang cheng ,ben gou fang cheng ,nao du fang cheng yi ji bian xing xie diao fang cheng ,jie ge Donnellhua jian ,tui dao chu ji yu Donnellhua jian de yuan zhu ke ping heng fang cheng he yuan zhu ke xie diao fang cheng ,bing jiang chu shi que xian ji shu yin ru ji zhong 。yong shuang san jiao ji shu jin hang zuo biao dai huan ,cai yong neng liang fa de ha mi du yuan li qiu jie ping heng fang cheng he xie diao fang cheng ,de dao yuan zhu ke ti guan yu nei jing 、chang du 、bo shu deng can shu de zui da bu shi wen jie xi han shu 。ran hou ,cai yong you xian yuan fen xi ruan jian Abaqusdui bu tong yao shu xia de yuan zhu ke ti jin hang jing li xue fen xi ,de dao bu tong che cun ke ti de ying li ying bian qing kuang 。tong shi dui bu tong yao shu tiao jian xia de yuan zhu ke ti jin hang te zheng zhi qu qu fen xi ,de dao xian xing qu qu qing kuang xia de ke ti lin jie ya li ,zai te zheng zhi qu qu de ji chu shang zai inpwen jian nei tian jia chu shi que xian ji shu ,mo ni fen xi yuan zhu ke ti de fei xian xing qu qu 。ji yu jiang du fen xi he fei xian xing qu qu fen xi jie guo ,cai yong jia jiang jin de fang fa dui ke ti jin hang you hua jia jiang chu li ,bing cai yong you xian yuan fen xi bi jiao 。ji yu ke ti jie gou li xue fen xi he you xian yuan mo ni ,cai yong ji yu NSGA-IIde wei chuan suan fa dui shen hai nai ya ke ti de che cun can shu he cai liao can shu jin hang duo mu biao you hua 。jian li chu shi chong qun ,tong guo jiao cha 、bian yi 、shua ze suan zi jin hang duo dai wei chuan ,yin ru jing ying ce lve he fei zhi pei pai xu ,qiu jie bu tong cai liao yuan zhu ke ti de Paretozui you jie 。bing de dao bu tong cai liao kuo yong de shen du fan wei 。zui zhong dui ji yu li lun ,fang zhen he suan fa you hua de dao ke ti de you hua che cun can shu fan wei ,yi ju shi ji xu yao da zai de you xiao zhi liang shua ze zui you ke ti che cun ,bing jin hang ya li shi yan yan zheng 。jiang zu zhuang hao de fu biao jin hang hu shang shi yan yi ce shi fu li diao jie ji tong ,sui hou da zai ke kao chuan jin hang hai shi ce shi shi ji xiao guo 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山东大学的吴瀚崚，发表于刊物山东大学2019-07-16论文，是一篇关于深海探测器论文,屈曲分析论文,多目标优化论文,遗传算法论文,山东大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自山东大学2019-07-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：深海探测器论文; 屈曲分析论文; 多目标优化论文; 遗传算法论文; 山东大学2019-07-16论文;