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深水纤维复合材料海洋立管的优化设计
本书则在此基础上提出通过增加角度纤维增强层的方式,在相同工况下进一步降低立管重量的设计思路和方法。为了使纤维复合材料海洋立管的结构重量最小化,本书提出了两种不同的优化设计方法:一种是采用人工检查和选择的迭代方法,另一种是采用代理辅助进化算法的优化技术。两种优化方法分别应用于八种不同的材料组合,包括高强度和高模量纤维增强材料、热固性和热塑性基体以及金属和热塑性衬里材料,通过优化其结构设计参数,以实现最小结构重量。设计工祝按照现行标准进行,既考虑局部荷载情况,也考虑全局功能以及环境荷载。结果表明,与仅使用轴向和环向增强层的常规设计方法相比,包含角度增强层的优化设计方法具有更好的减重优势。同时对比不同的材料组合表明,高强度AS4碳纤维、热塑性聚醚醚酮(PEEK)基体以及聚醚醚酮(PEK)内管的材料组合为最优材料组合。
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