基于MISQP算法的长缸压力容器结构优化设计

伍广召,刘永霞,符纯明,陈瑶瑶

(南华大学 机械工程学院,湖南 衡阳 421001)

0 引 言

长缸压力容器在现实生产和生活之中有着广泛的应用，比如说用来储存天然气，在化工领域用来储存一些特殊化工制品。正是因为其特殊用途，对长缸压力容器进行研究就具有与众不同的意义。在对压力容器优化设计中，使用代理模型和优化算法或者仅用优化算法来优化也是比较多的。如由刘豆豆等提出的基于有限元的压力容器开孔接管区的应力分析及优化设计[1]，在保证安全使用的前提下，对结构进行了有效优化。由伍能和提出的基于智能算法的压力容器关键部件结构优化方法研究[2]，使下封头中心接管结构得到有效优化。由Q.Zhou等提出的基于多保真模型的鲁棒优化方法[3]，由J.Yi等提出的基于多级筛选策略的在线变保真度代理辅助协调搜索算法[4]这两种方法能够很好的优化长缸压力容器的结构并可以应用于其他结构优化。

使用代理模型和优化算法或者仅用优化算法来进行机械结构优化也是很多的。由汤澍等提出的基于粒子群算法的万向联轴器叉头结构优化设计[5]，有效提升了叉头承载能力。由孙奇等提出的基于混合优化方法的大口径主镜结构设计[6]，有效提高了主镜轻量化。由李同庆等提出的基于萤火虫算法的横梁式货架结构优化设计[7]，有效实现了结构轻量化。

本文对长缸压力容器结构尺寸进行了优化。首先是根据结构尺寸等进行模型构建，然后进行代理模型构建和优化并选取合适的优化算法，最后进行优化结果分析和论证。……