复合材料耐压壳环肋加强区的结构优化设计

复合材料能够大幅减轻耐压壳结构的质量,这对增加水下航行器的有效载荷,提高其续航力具有重要意义。基于复合材料可设计性的特点,考虑了耐压壳与加强筋结合的"倒T"形区域,研究了不同铺层数量耐压壳结构的强度失效模式和极限承载压力。以环肋区域、连接区域、覆盖区域的铺层数量为设计变量,用拉丁超立方试验设计方法在设计变量空间里选取样本点并进行有限元结构分析,得到各样本点的响应。利用径向基神经网络模型建立铺层数量与临界失稳压力、Tsai-Wu失效指数和重量的关系,结合多岛遗传算法,得到了复合材料环肋耐压壳的最优设计方案。结果表明,优化后的耐压壳满足设计要求,提高了耐压壳结构强度利用率,缩短了优化时间。