طراحی سازه بدنه فشار زیردریایی بر مبنای عدم قطعیت و روش‌های قابلیت اطمینان

هدف: هدف این پژوهش ایجاد یک چارچوب طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان برای پوسته‌های فشاری زیردریایی است، با هدف دستیابی به تعادلی ایده‌آل میان یکپارچگی سازه‌ای و قابلیت اطمینان.روش‌شناسی پژوهش: در ابتدا، یک مدل مکانیکی المان محدودساخته شد و با مقایسه با داده‌های تجربی، مورد اعتبارسنجی قرار گرفت. پس از آن مدل‌های جایگزین مختلفی از طریق الگوریتم‌های بهینه‌سازی وزنی طراحی شدند. عدم قطعیت‌ها به‌صورت متغیرهای تصادفی مدل‌سازی شده و ارزیابی‌های قابلیت اطمینان برای هر طراحی انجام گرفت.یافته‌ها: نتایج نشان می‌دهد که مدل‌های بهینه‌شده حتی با وزن کاهش‌یافته می‌توانند احتمال خرابی قابل قبولی را فراهم کنند. اولویت‌بندی حاصل از تحلیل قابلیت اطمینان، دید روشنی برای انتخاب طراحی نهایی ارایه می‌دهد.اصالت/ارزش افزوده علمی: نوآوری این مطالعه در کاربرد ترکیبی تحلیل اجزای محدود، مدل‌سازی عدم قطعیت و روش‌های بهینه‌سازی در طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان پوسته‌های فشاری نهفته است راهبردی که به‌ندرت در طراحی سازه‌های دریایی به‌کار گرفته می‌شود.

structural design of submarine pressure hull based on uncertainty and reliability methods

purpose: the goal of this research is to establish a design framework based on reliability for submarine pressure hulls, with the aim of attaining an ideal equilibrium between structural integrity and reliability.methodology: initially, a mechanical finite element model (fem) was created and verified by comparing it to experimental data. following that, various alternative models created through weight optimization algorithms were formulated. uncertainties were represented using random variables, and reliability assessments were performed for each design.findings: the findings suggest that optimized models, even with reduced weights, can provide satisfactory failure probabilities. the prioritization derived from the reliability analysis offers a clear view for choosing the final design.originality/value: the uniqueness of this study stems from its combined application of finite element analysis, uncertainty modeling, and optimization methods in reliability-based pressure hull design a strategy that is seldom utilized in marine structural design.