[发明专利]复杂载荷下核电站一回路管路支架布置的智能设计方法

权利要求书

1.复杂载荷下核电站一回路管路支架布置的智能设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建复杂载荷下带支架管路的有限元模型；

步骤2：计算带支架管路在不同荷载环境下的最大应力比之和以及管路阀门加速度；

步骤3：构建支架位置信息-最大应力比之和以及管路阀门加速度样本库，用于训练神经网络；具体步骤如下：

步骤1)：使用拉丁超立方随机抽样法对管路支架排布位置进行一定数量的随机选取；

步骤2)：对随机选取的样本点即管路支架的排布位置采用有限元软件进行计算，获得每个样本点所对应的响应即最大应力比之和以及管路阀门加速度，构建支架位置信息-最大应力比之和以及管路阀门加速度样本库；

步骤3)：使用样本库对神经网络进行训练测试；

步骤4：构建带支架管路在不同荷载环境下的最大应力比之和以及管路阀门加速度最小的目标函数；

步骤5：通过神经网络与多目标遗传算法联立，确定初始最优管路支架排布位置；

步骤6：通过多目标遗传算法、初始最优管路支架排布位置以及步骤4构建的目标函数实现对带支架管路的有限元模型的支架排布的智能设计；具体步骤如下：

步骤1)：以管路支架的空间位置信息作为控制变量，进行染色体编码，以管路支架最大可调控的空间位置信息为控制变量的上限，最小可调控的空间位置信息为控制变量的下限，随机生成初始种群；将初始最优管路支架排布位置加入初始种群中，以加快初始种群向最优种群的转化；

步骤2)：基于支架位置约束条件，通过有限元软件进行支架管路排布即种群个体的有限元分析；

步骤3)：对满足约束条件的种群个体利用快速非支配排序方法进行快速分层，获得非劣解等级，并计算个体的拥挤距离；基于非劣解等级和拥挤距离，采用轮赛制选择算子对种群个体进行筛选；

步骤4)：对选择后的种群个体进行交叉变异，利用快速非支配排序由第一层的个体组成Pareto最优解集。

2.根据权利要求1所述的复杂载荷下核电站一回路管路支架布置的智能设计方法，其特征在于，步骤3的步骤3)所述使用样本库对神经网络进行训练测试的具体方法为：

样本库选取一部分作为测试集剩余做为训练集，以训练集的管路支架的位置排布作为输入；最大应力比之和以及管路阀门加速度作为预期值；

经过反复迭代直到精度达到要求或者达到迭代次数后，停止迭代完成神经网络训练。

3.根据权利要求1所述的复杂载荷下核电站一回路管路支架布置的智能设计方法，其特征在于，步骤6的步骤2)所述基于支架位置约束条件，通过有限元软件进行支架管路排布即种群个体的有限元分析具体为：

使用有限元软件根据种群个体信息即支架排布信息构造不同支架位置排布的管路模型，在不同荷载情况下对管路模型进行有限元分析，分析管路在不同荷载环境下的最大应力比之和以及管路阀门加速度。