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船舶复合材料铺层多目标优化设计方法研究
潘滢, 潘卢毅, 沈奕成, 王旌生, 詹志鹄
船舶
2026, 37 (02):
69-79.
DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2025.071
针对船舶复合材料结构轻量化的设计需求,该文提出一种基于NSGA-II优化算法、融合微观混合法则与宏观层合理论的复合材料多目标铺层优化方法;针对船舶结构受力特点,首次提出了一套与之匹配的算法分级约束策略,成功实现了复合材料层合板多目标（双目标）铺层优化设计。以40层碳纤维层合板为例,优化方案较常规方法刚度提升14.6%、制造约束满足率达98%;有限元验证表明,四边刚固条件下最大应力降低32%,1阶模态频率提高12%。将该方法应用于某型海上复合材料高速双体船的船体梁总纵强度计算,结果显示优化方案可取得挠度减少10%、纤维应力利用系数降低15.6%的显著效果。该研究为船舶复合材料铺层优化设计技术的发展提供了有价值的探索。
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