【摘要】：近半個世紀以來,隨著全球海洋事業(yè)的發(fā)展,船舶工業(yè)取得了長足的發(fā)展。船舶建造逐漸向大型化、專業(yè)化發(fā)展。船塢作為船舶修造的最重要的場所之一,更是大型船舶總裝建造必不可少的設施。船塢塢門作為船塢建造的關鍵部分,塢門的性能直接的影響著船塢的整體性能。本文選取某氣控臥倒式塢門進行優(yōu)化設計研究,在保證塢門結構力學性能滿足設計規(guī)范的前提下,運用結構優(yōu)化設計方法對塢門進行輕量化設計。本文主要研究內容如下:(1)詳細描述氣控臥倒式塢門結構設計原理,并闡述氣控臥倒式塢門結構性能評價指標。介紹常用的結構輕量設計方法:結構優(yōu)化、工藝優(yōu)化、及應用新材料,并著重介紹了基于拓撲優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化的結構優(yōu)化方法及其研究現(xiàn)狀。(2)塢門結構靜力分析:運用CATIA建立塢門結構幾何模型,并使用Hypermesh建立塢門結構有限元分析模型,分別對塢門極限水位閉合工況以及塢門臥倒工況進行結構靜力學分析。計算結果為下一階段塢門結構優(yōu)化提供對比和參考。(3)塢門結構布局優(yōu)化:詳細闡述拓撲優(yōu)化理論中的均勻化方法、變密度法和對均勻化方法與變密度法改進的SIMP法。介紹基于SIMP法的結構拓撲優(yōu)化軟件OptiStruct,并介紹其優(yōu)化流程�；跉饪嘏P倒式塢門的工作原理,確定將強框與縱骨所在區(qū)域作為設計優(yōu)化區(qū)域建立優(yōu)化模型,以結構最小化重量為優(yōu)化目標,結構變形、材料許用應力為約束,進行拓撲優(yōu)化。根據拓撲優(yōu)化結果對塢門結構布局進行調整。(4)尺寸優(yōu)化及拓撲優(yōu)化:以優(yōu)化后塢門結構為基礎,將塢門結構內板和外板、強框、縱骨厚度作為優(yōu)化變量,以結構最小化重量為目標函數(shù),進行尺寸優(yōu)化。在此基礎上,選擇塢門強框進行拓撲優(yōu)化,進一步進行塢門輕量化設計。(5)結構校核以及性能對比:對優(yōu)化后塢門結構,分別進行閉合工況、臥倒工況靜力學分析�；谠O計規(guī)范對塢門結構強度、剛度、結構穩(wěn)定性進行校核。從位移、應力、重量三個方面與原塢門結構進行性能對比。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U673.33

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本文編號：2726936