【摘要】：有限元技術(shù)的日益成熟使得在船舶工程領(lǐng)域幾乎所有的靜、動(dòng)力學(xué)分析都離不開(kāi)相關(guān)工程軟件。然而有限元建模仍然是整個(gè)有限元分析過(guò)程的首要問(wèn)題。船體結(jié)構(gòu)所有的構(gòu)件尺寸、邊界條件、載荷施加往往均按照?qǐng)D紙或相關(guān)規(guī)范來(lái)完成,模型的過(guò)于理想化必然會(huì)導(dǎo)致數(shù)值模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)存在一定程度上的差異。因此對(duì)于同一模型的各種動(dòng)力學(xué)特性,諸如固有頻率,強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)加速度響應(yīng)等而言,人們?cè)桨l(fā)覺(jué)得模型試驗(yàn)的實(shí)測(cè)結(jié)果相較于數(shù)值模擬而言更具有說(shuō)服力�；诖�,本文將聯(lián)系實(shí)際模型的振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)有限元模型的修正方法進(jìn)行探討,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)響應(yīng)面法的模型修正驗(yàn)證:以一方板結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,結(jié)合其振動(dòng)模態(tài)試驗(yàn),分別利用響應(yīng)面法和有限元直接修正法對(duì)其初始有限元模型進(jìn)行尋優(yōu)修正,分析比較兩種方法的修正結(jié)果;(2)船體尾部有限元模型的修正:開(kāi)展船體尾部模型的動(dòng)力學(xué)試驗(yàn),基于其總體振動(dòng)模態(tài)參數(shù)采用響應(yīng)面法進(jìn)行有限元模型修正,修正對(duì)象為部分主要構(gòu)件在有限元建模過(guò)程中所包含的物理參數(shù);(3)修正后模型的振動(dòng)響應(yīng)預(yù)報(bào):對(duì)修正后的有限元模型進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)值分析,求得其在外力激振下的結(jié)構(gòu)響應(yīng),并與尾部模型的實(shí)測(cè)振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行比較。
【圖文】：

6圖 2 1 響應(yīng)面法有限元模型修正流程圖Fig.2-1 Flow chart of response surface method系統(tǒng)中，假定設(shè)計(jì)變量為空間內(nèi)的 n 維向量 x∈ En，該 y 的自變量，二者存在函數(shù)關(guān)系 y=y(x)。對(duì)于給定的樣本

中心點(diǎn)復(fù)合設(shè)計(jì)主要方法是在通過(guò)中心點(diǎn)且平行于各坐標(biāo)軸的直線(xiàn)，距離心點(diǎn)± 的位置上取設(shè)計(jì)點(diǎn)， 通常取 1 即可。試驗(yàn)點(diǎn)分布圖如圖 2-2。（2）Box Behnken 設(shè)計(jì)Box Behnken Design[19](BBD)是響應(yīng)面優(yōu)化常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法之一。該方可用于評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)變量與輸出函數(shù)之間的非線(xiàn)性關(guān)系�；� Box-Behnken 設(shè)計(jì)的應(yīng)曲面法可以進(jìn)行因素?cái)?shù)在 3-7 個(gè)內(nèi)的試驗(yàn)；試驗(yàn)次數(shù)為 15-62 次，在設(shè)計(jì)因素?cái)?shù)兩相同時(shí)，所需的進(jìn)行的試驗(yàn)次數(shù)少與中心復(fù)合設(shè)計(jì)所需的試驗(yàn)次數(shù)。3 因素水平 Box Behnken 設(shè)計(jì)試驗(yàn)點(diǎn)分布圖見(jiàn)圖 2-3。相較于中心點(diǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，該方法不具有軸向點(diǎn)，因此 CCD 比 BBD 能更好擬合相應(yīng)曲面。CCD 的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有很多點(diǎn)會(huì)超出原定的水平，所以在實(shí)驗(yàn)條件下，最好做 CCD。如果超出原定的水平，會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，或者不容易達(dá)到，，采用 BBD。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U661.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2678278