基于响应面法的SPS舱口盖结构多目标优化

田阿利，魏 震，张海燕，马清勇，姚 鹏

（江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212000）

0 引 言

船舶轻量化设计对提高船舶效率具有重要的工程应用价值[1]。钢聚氨酯夹层板结构（Steel-Poly⁃urethane Sandwich plate，SPS）因轻质、高强度、耐腐蚀及显著减少焊接施工量[2-3]等优势主要应用于船舶制造、航空航天等领域。由于SPS 结构本身设计变量、非线性约束等较多，采用先进的设计优化方法进行结构优化，能够有效提高复合结构的设计效能[4]。

响应面法是结合试验设计和建模于一体的优化方法，通过回归分析得到设计变量与响应值之间的数学模型，具有试验次数少、周期短、精度高、考虑各因素间相互影响等优点，在众多领域得到应用[5-7]。Margaret 等[8]采用响应面模型和实验设计对面波带隙进行优化，并进行有限元分析计算，验证了优化的有效性；李明瑞等[9]采用响应面法对乘用车消声器声学性能进行优化，使其消声性能得到了明显改善；Faria 等[10]以加热温度和插入时间为自变量，应用试验设计和响应面法建立了插入高度模型，结果表明加热温度对插入高度影响最大；Korta 等[11]利用响应面法优化了齿廓的微观几何，显著改善齿轮的性能，并通过数值模拟对优化齿轮进行验证；Younis 等[12]利用响应面方法和有限元方法模拟，建立了输出响应的几何设计参数元模型；姜旭胤等[13]建立单人常压潜水装具躯体结构的响应面模型，分析设计变量对设计目标的影响，得到躯体结构的优化设计方案。

本文使用SPS 夹层板……