动力猫道支架的优化设计

史　萌（宝鸡职业技术学院,陕西　宝鸡　721000）



动力猫道支架的优化设计

史萌
（宝鸡职业技术学院,陕西宝鸡721000）

摘 要：重量控制是海洋平台结构设计重中之重，它影响到平台稳定、运动性能及平台作业能力。本文应用分析软件对动力猫道支架进行参数化优化设计，确保模块的在各个复杂工况下能够正常工作，同时模块的重量在控制范围内，从而完成结构的可靠性设计和优化设计。

关键词：优化分析；重量控制；猫道支架

0　引言

海洋平台可在较深海域作业，能适应较恶劣的海况条件,具有良好的移运性[1]。在设计过程中确保平台强度和重量的合理性，是平台设计建造成功的关键[2-3]。对于海洋平台动力猫道支架模块的设计，采用参数化设计确保结构合理、强度足够，在各个恶劣工况下能够正常工作的同时，又能保证模块重量在控制范围内。

1　数学模型

对于猫道支架模块重量的控制，也就是对支架模块框架结构梁单元的重量控制，即梁的截面面积和长度作为变量输入进行控制；支架模块大梁在设备载荷作用下挠度较小和重量较小是作为目标函数输出。

输入变量为梁截面面积和长度，组焊H钢；目标函数有两个，分别是确保支架模块大梁的挠度最小和重量最小。截面的面积A、惯性距I和梁受到均匀载荷q时的最大挠度fmax分别为：

因此，模块强度和重量控制问题归结为对两个目标极小化的优化问题，建立数学模型如下，来寻求最优解。

采用有限元计算软件进行优化设计分析，分别在程序中定义设计变量和目标函数，同时在ANSYS中对设计变量设置上下偏差值进行50次迭代计算，部分优化结果如表1所示。……