论文部分内容阅读
摘要：船舶结构设计一般都会由三个环节所组成，第一个环节是进行初步设计，是概述新船的大致轮廓，提出最佳的设计方案。第二环节是详细设计，是在第一环节总体设计的基础上，对于船舶设计的局部细节进行更进一步的分析与探讨，针对设计中所出现的一些矛盾及问题提出解决措施，然后通过详细的计算和分析，确定船体的结构、材料强度、性能等相关标准与要求。第三个环节是生产设计，不仅要反映施工工艺要求，还要反映组织建造的生产管理过程，在确定总的建造方针前提下，以详细设计图纸为依据，对之前未完善的问题进行进一步的改良和完善，实现船舶结构优化设计。
關键词：船舶结构；优化设计；方法应用
1船舶结构设计理念
建立合理的、科学的船舶结构设计理念，能够更好地促进船舶结构设计工作开展，能够对其整个工作质量的提升和优化起到重要的促进作用。需要对船舶建造的总工作量予以充分认识。船舶结构中的施工内容也必须予以充分而详尽的考虑，需要就其施工条件予以确认，并结合实际情况而制定出最佳的造船方案，同时还需要绘制出相应的图纸。此外，还要注重管理人员的沟通和协调，强化整个工作的系统性。
2船舶设计特点
2.1货舱开口相对较大
为不断提升船舶装载能力，目前在进行船舶结构设计时甲板开口/船宽电压通常>80%，部分甚至达到了93.2%。但是船舷的纵向甲板条狭窄化的问题依然没有得到有效解除，以导致船体总强度问题偏低的现实问题长期没有得到处理。
2.2航速相对较高
相关资料记载，一般船舶的航速通常>24海里，采用相对较大的航速实现增强水动力对船体作用效果的目标。尤其是首部结构，应对局部强度仔细校对与核实。与此同时，大功率主机可诱导激振力的生成，此时船舶在设计与制造环节中对防振设计提出更加苛刻的规定。
2.3舱口变形量相对较大
宽度与狭窄的甲板为纵向条，以致船体刚性明显被弱化，以致舱口变形量相应增加，进而影响船舶航行的稳定性，故此，后续在对结构在船体结构、舱口盖及绑扎桥的设计与制造过程中，需充分分析舱口大变形量对航速与安稳性产生的影响。但是因为现代船舶甲板开口直径相对较大，以致舱口盖的跨距远远大于常规船。又因为舱口盖在船只运行过程中，会承载相对较长的集装箱载荷与船舶运动载荷，以致舱口盖设计难度同步增加。
3船舶结构设计的具体过程
在开展分结构设计工作时，应当对组合与链接问题予以认真考虑，由于设计与建构工作开展起来十分方便快捷，加之自身规模比较小，设计、生产及检验工作开展起来十分便捷。在对船舶结构进行分段设计时，可以将船舶结构分成几个部分，结合各个部分之间所具有的紧密联系进行设计。拆分工作中应当根据实际的首位，亦或是上下结构来进行，在开展分组设计的过程中，应当最大程度地对组合之后的情况进行考虑，同时还要注重开展相关统筹工作，确保组装工作的所有细节落实到位。船舶构造与材料重量内部性能影响着船体组合性能，由于海上恶劣条件的影响作用，船舶自身质量居于核心地位。在设计规划船舶结构的过程中，应当注重强化船体结构的链接与加工工作，在动态改变进程中，将质量与结构包括进来，在过程性计算中，则包含着载荷能力预算，应当运用相关的系统信息开展整合工作，确保最终承重预计的实现，与此同时，对航行条件方面的约束作用，也应当进行整体系统的考虑。
4在进行船舶细节设计时应注意的问题
（1）对于生产设计工作人员来讲，他们需要将更多的精力放置在如何对船舶结构工艺进行设计这一方面，再碰到详细设计和生产设计的矛盾点时，一定要加强和详细设计工作人员的沟通，最终使设计方案既可以达到设计预期的性能和结构要求，同时还能够有效地解决实际施工中出现的焊接、安装等方面问题。（2）船舶在进行详细设计时，通常都会由一部分结构要进行加工，然而实际上这部分结构的加工工作难以通过相关的计算来得出其各项参数，所以就需要在船体装配过程中通过火工或压制等操作来对这些结构进行调整和校验，这无疑增加了船舶建造的困难程度。所以在对船舶进行详细设计时，应该尽可能的优化其结构，降低在实际装配作业时的加工几率。
5船舶结构创新优化设计方式应用
5.1遗传模型优化设计方式
遗传模型是在相关数学模型变量属性的基础上演变而来，能够将结构优化设计划分为离散变量模型、连续变量模型、混合变量模型。基于传统模型结构优化设计中的不足之处，相关专家学者研发出了一种全新的算法，依照船舶结构设计的特征，融入生物进化知识，创新遗传算法。经过实验得知，这类遗传算法具备较强的鲁棒性，不需要导数资料，就能够借助目标函数的方式，将之前的不足之处及时完善。相应工作由编码集完成，利用二进制将相应的变量关系表现出来，有效解决在设计过程中连续性、离散性问题。效仿生物进化的方式开展交叉算子、再生算子、异化算子。通过实践证明，这类优化设计方式适用于各类繁琐的设计环境。在实际的应用中，遗传优化设计方式具有显著的应用效果，是工程设计上的又一次革新，意义显著。
5.2模糊原理优化设计方式
模糊原理最早起源于1980年，是在模糊判决的基础上创新出的限界搜索法，将其应用在船舶结构优化设计中，能够有效处理机构优化的难题。应用健全的模糊目标原理，将阈值视为变量，有效避免了一次求解下的最大水平法，在求解之后只需要对施工、结构等要素进行思考，创建要素权重集与排序结合的模糊评价方式，在此基础上确定模糊约束容差值。例如：在对油船的槽形、横舱壁、剖面、其他结构等进行计算，首先需要结合工程的实际情况，明确模糊要素的覆盖情况，接着再借助模糊优化设计方式，在减少原材料的基础上，实现设计的优化性。模糊船舶结构优化设计在较为繁杂的设计工程内，会存在着多个目标问题，在最大法背景下，对模糊结构优化设计进行扩张，能够实现多目标模糊优化设计方法的融合，同时实现了约束、目标不同层次的模糊性。在应用过程中首先需要创建符合模糊约束的目标子集，接着按照模糊判决，将其转变为普通的规划接着开展求解。模糊船舶结构优化设计在实际的应用中，不仅能够满足现实的设计需求，同时相关工作人员还能够结合实际状况，选取应用具有较强的适用性。
5.3智能型优化设计方式
由于当前属于科学技术时代，因此，在船舶结构设计中智能型优化设计方式使用较为普遍，在明确了最基础的设计方式之后，接着根据实际情况深入研究设计问题，用数学规划的方案总结出最佳的设计方案。例如：某船舶结构设计公司，借助智能型优化设计方式，系统内部的专家技术系统，为优化结构设计奠定了基础，在实际的应用中发现智能型船舶结构优化设计有效融合了经典的优化设计方式与人工智能，全面提升系统的设计效率。根据相关调查，目前智能型船舶结构优化设计主要包括两种：一是神经网络设计法、二是专家系统设计法，这类系统在轮船结构优化设计上得到了广泛应用。例如：在设计过程中可以将轮船的节剖面发送至专家系统，专家将在线对表壳进行理性分析，将专家的主观经验整合，以此实现结构设计的优化。由于这类系统是效仿专业人士开展优化设计工作，其中储存的理论知识、优化设计结果具有十分重要的作用。
结语：
通过本文对船舶结构优化设计方法的研究，我们得出在进行船舶结构优化设计的时候，往往会涉及到很多相互制约和互相影响的因素，这就需要设计人员权衡利弊，进行综合考察，不但要进行结构参数与结构型式的优选，而且还要针对具体情况对做出的方案进行评估、优选和排序。通过什么准则对不同的方案进行综合评估，得出最优方案，成为专家和设计人员需要继续研究的问题。
参考文献：
[1]莫鉴辉.国际船舶标准的发展对船舶工业的影响分析C//2016.
[2]潘金成，伍永清.船舶建造精度控制方法探究[J].科技创新与应用，2017.
關键词：船舶结构；优化设计；方法应用
1船舶结构设计理念
建立合理的、科学的船舶结构设计理念，能够更好地促进船舶结构设计工作开展，能够对其整个工作质量的提升和优化起到重要的促进作用。需要对船舶建造的总工作量予以充分认识。船舶结构中的施工内容也必须予以充分而详尽的考虑，需要就其施工条件予以确认，并结合实际情况而制定出最佳的造船方案，同时还需要绘制出相应的图纸。此外，还要注重管理人员的沟通和协调，强化整个工作的系统性。
2船舶设计特点
2.1货舱开口相对较大
为不断提升船舶装载能力，目前在进行船舶结构设计时甲板开口/船宽电压通常>80%，部分甚至达到了93.2%。但是船舷的纵向甲板条狭窄化的问题依然没有得到有效解除，以导致船体总强度问题偏低的现实问题长期没有得到处理。
2.2航速相对较高
相关资料记载，一般船舶的航速通常>24海里，采用相对较大的航速实现增强水动力对船体作用效果的目标。尤其是首部结构，应对局部强度仔细校对与核实。与此同时，大功率主机可诱导激振力的生成，此时船舶在设计与制造环节中对防振设计提出更加苛刻的规定。
2.3舱口变形量相对较大
宽度与狭窄的甲板为纵向条，以致船体刚性明显被弱化，以致舱口变形量相应增加，进而影响船舶航行的稳定性，故此，后续在对结构在船体结构、舱口盖及绑扎桥的设计与制造过程中，需充分分析舱口大变形量对航速与安稳性产生的影响。但是因为现代船舶甲板开口直径相对较大，以致舱口盖的跨距远远大于常规船。又因为舱口盖在船只运行过程中，会承载相对较长的集装箱载荷与船舶运动载荷，以致舱口盖设计难度同步增加。
3船舶结构设计的具体过程
在开展分结构设计工作时，应当对组合与链接问题予以认真考虑，由于设计与建构工作开展起来十分方便快捷，加之自身规模比较小，设计、生产及检验工作开展起来十分便捷。在对船舶结构进行分段设计时，可以将船舶结构分成几个部分，结合各个部分之间所具有的紧密联系进行设计。拆分工作中应当根据实际的首位，亦或是上下结构来进行，在开展分组设计的过程中，应当最大程度地对组合之后的情况进行考虑，同时还要注重开展相关统筹工作，确保组装工作的所有细节落实到位。船舶构造与材料重量内部性能影响着船体组合性能，由于海上恶劣条件的影响作用，船舶自身质量居于核心地位。在设计规划船舶结构的过程中，应当注重强化船体结构的链接与加工工作，在动态改变进程中，将质量与结构包括进来，在过程性计算中，则包含着载荷能力预算，应当运用相关的系统信息开展整合工作，确保最终承重预计的实现，与此同时，对航行条件方面的约束作用，也应当进行整体系统的考虑。
4在进行船舶细节设计时应注意的问题
（1）对于生产设计工作人员来讲，他们需要将更多的精力放置在如何对船舶结构工艺进行设计这一方面，再碰到详细设计和生产设计的矛盾点时，一定要加强和详细设计工作人员的沟通，最终使设计方案既可以达到设计预期的性能和结构要求，同时还能够有效地解决实际施工中出现的焊接、安装等方面问题。（2）船舶在进行详细设计时，通常都会由一部分结构要进行加工，然而实际上这部分结构的加工工作难以通过相关的计算来得出其各项参数，所以就需要在船体装配过程中通过火工或压制等操作来对这些结构进行调整和校验，这无疑增加了船舶建造的困难程度。所以在对船舶进行详细设计时，应该尽可能的优化其结构，降低在实际装配作业时的加工几率。
5船舶结构创新优化设计方式应用
5.1遗传模型优化设计方式
遗传模型是在相关数学模型变量属性的基础上演变而来，能够将结构优化设计划分为离散变量模型、连续变量模型、混合变量模型。基于传统模型结构优化设计中的不足之处，相关专家学者研发出了一种全新的算法，依照船舶结构设计的特征，融入生物进化知识，创新遗传算法。经过实验得知，这类遗传算法具备较强的鲁棒性，不需要导数资料，就能够借助目标函数的方式，将之前的不足之处及时完善。相应工作由编码集完成，利用二进制将相应的变量关系表现出来，有效解决在设计过程中连续性、离散性问题。效仿生物进化的方式开展交叉算子、再生算子、异化算子。通过实践证明，这类优化设计方式适用于各类繁琐的设计环境。在实际的应用中，遗传优化设计方式具有显著的应用效果，是工程设计上的又一次革新，意义显著。
5.2模糊原理优化设计方式
模糊原理最早起源于1980年，是在模糊判决的基础上创新出的限界搜索法，将其应用在船舶结构优化设计中，能够有效处理机构优化的难题。应用健全的模糊目标原理，将阈值视为变量，有效避免了一次求解下的最大水平法，在求解之后只需要对施工、结构等要素进行思考，创建要素权重集与排序结合的模糊评价方式，在此基础上确定模糊约束容差值。例如：在对油船的槽形、横舱壁、剖面、其他结构等进行计算，首先需要结合工程的实际情况，明确模糊要素的覆盖情况，接着再借助模糊优化设计方式，在减少原材料的基础上，实现设计的优化性。模糊船舶结构优化设计在较为繁杂的设计工程内，会存在着多个目标问题，在最大法背景下，对模糊结构优化设计进行扩张，能够实现多目标模糊优化设计方法的融合，同时实现了约束、目标不同层次的模糊性。在应用过程中首先需要创建符合模糊约束的目标子集，接着按照模糊判决，将其转变为普通的规划接着开展求解。模糊船舶结构优化设计在实际的应用中，不仅能够满足现实的设计需求，同时相关工作人员还能够结合实际状况，选取应用具有较强的适用性。
5.3智能型优化设计方式
由于当前属于科学技术时代，因此，在船舶结构设计中智能型优化设计方式使用较为普遍，在明确了最基础的设计方式之后，接着根据实际情况深入研究设计问题，用数学规划的方案总结出最佳的设计方案。例如：某船舶结构设计公司，借助智能型优化设计方式，系统内部的专家技术系统，为优化结构设计奠定了基础，在实际的应用中发现智能型船舶结构优化设计有效融合了经典的优化设计方式与人工智能，全面提升系统的设计效率。根据相关调查，目前智能型船舶结构优化设计主要包括两种：一是神经网络设计法、二是专家系统设计法，这类系统在轮船结构优化设计上得到了广泛应用。例如：在设计过程中可以将轮船的节剖面发送至专家系统，专家将在线对表壳进行理性分析，将专家的主观经验整合，以此实现结构设计的优化。由于这类系统是效仿专业人士开展优化设计工作，其中储存的理论知识、优化设计结果具有十分重要的作用。
结语：
通过本文对船舶结构优化设计方法的研究，我们得出在进行船舶结构优化设计的时候，往往会涉及到很多相互制约和互相影响的因素，这就需要设计人员权衡利弊，进行综合考察，不但要进行结构参数与结构型式的优选，而且还要针对具体情况对做出的方案进行评估、优选和排序。通过什么准则对不同的方案进行综合评估，得出最优方案，成为专家和设计人员需要继续研究的问题。
参考文献：
[1]莫鉴辉.国际船舶标准的发展对船舶工业的影响分析C//2016.
[2]潘金成，伍永清.船舶建造精度控制方法探究[J].科技创新与应用，2017.