船用巴沙木芯钢—复合材料接头性能优化设计

柴东廷1,2,3，刘斌3（1.武汉理工大学 船海与能源动力工程学院；2.武汉理工大学 三亚科教创新园；3.武汉理工大学 绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心）

摘要: 为提高船用巴沙木芯钢—复合材料接头承载能力，采用有限元模拟对其进行性能优化。首先利用Abaqus 软件中的VUMAT 子程序构建了巴沙木材料失效准则，随后建立胶接巴沙木夹芯钢—复合材料连接接头的模型，经由计算结果同实验结果的对比来证实仿真的精准性。同时分析原始结构失效原因，并对其进行钢板末端改为完全延伸的形式和增加木芯转角的初步形状优化，接着通过SIGHT 软件集成实验设计（DOE）模块中的最优拉丁超立方算法进行设计采样，根据采样点构建响应面模型，最终将结构质量、极限承载力和刚度作为优化目标函数，基于NCGA 遗传算法对巴沙木芯钢−复合材料接头开展了多目标优化。优化后的结构比初始方案的质量下降17.4%，极限承载力提高13.1%。

关键词：钢-复合材料接头；巴沙木夹芯结构；多目标优化