結構優(yōu)化評價指標

船橋碰撞最大碰撞力Fmax、護舷變形大小S和船舶吸收能量E或護舷吸收能力E＊是護舷結構設計優(yōu)良的直接體現(xiàn)。顯然，F(xiàn)max越小越好；S則在保證Fmax的情況下，越小越好，這樣既可以保護橋梁，又可以使護舷不用一經(jīng)撞擊就要更換，延長護舷使用壽命；E則越小越好或E＊越大越好。但幾者之間有耦合，因此，本文采用權重法，綜合考慮三者確定防撞護舷的結構優(yōu)化設計綜合評價指標OB為：

min[OB=W1×Fmax+W2×E+W3×S]

其中，W1、W2、W3為權重，本文分別取為0.7、0.2 和0.1。

設計變量的靈敏度分析

1．正交試驗方案

防撞護舷的消能能力受到護舷板厚度、玻璃纖維芯柱直徑以及內部消能板位置的影響，直接通過理論計算得到結構參量非常復雜，通過數(shù)值模擬會計算很多次也難以確定，影響設計效率。而通過正交試驗來選取厚度參數(shù)、玻璃纖維芯柱直徑參數(shù)和消能板位置參數(shù)，可以有效減少試驗次數(shù)，提高設計效率。本文設定護舷板厚度和玻璃纖維芯柱直徑取值相同，均以厚度參數(shù)表示。根據(jù)計算和生產(chǎn)實際情況，確定正交試驗為2因子3水平

根據(jù)試驗因子個數(shù)和試驗水平個數(shù)，選擇正交表擬定試驗方案，具體如表3所示，OB作為正交試驗的評價指標。

2．靈敏度分析

根據(jù)表3的正交試驗方案進行有限元數(shù)值模擬，將結果導出計算OB值，并將3個水平的均值極差填入表3?？梢钥吹?，厚度參數(shù)極差值幾乎是位置參數(shù)極差值的3倍，表明厚度參數(shù)對防撞護舷性能的靈敏性，遠高于位置參數(shù)的靈敏性。

基于Isigh平臺對防撞護舷的結構優(yōu)化設計

通過正交試驗計算分析結果可以看出，厚度參數(shù)和位置參數(shù)對防撞護舷的防撞效果有一定的影響。根據(jù)正交試驗結果的望小原則，可選取較好的位置參數(shù)Φ2000mm為結構的最優(yōu)參數(shù)，而對厚度參數(shù)運用ANSYS/LS-DYNA與Isight 集成優(yōu)化平臺相結合的方法再次進行優(yōu)化。