在船舶結(jié)構(gòu)中,由于需要滿足相關(guān)功能性要求及減輕結(jié)構(gòu)重量等各種實(shí)際需求,不可避免地需要在一些結(jié)構(gòu)的板材部分開(kāi)孔。但是,當(dāng)開(kāi)孔板受到外載荷作用時(shí),孔邊會(huì)出現(xiàn)較高的應(yīng)力值即產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,過(guò)高的孔邊應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致板材進(jìn)入屈服或產(chǎn)生裂紋,從而引起結(jié)構(gòu)損傷并且降低結(jié)構(gòu)的整體使用壽命。另外,隨著船舶建造要求的不斷提高,對(duì)船體結(jié)構(gòu)開(kāi)孔型式的需求也將趨于多樣化,設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體的受力情況以及建造要求,設(shè)計(jì)兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性的開(kāi)孔形式及尺寸。但是船體安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求常常是互相矛盾的,為了保證最后得到較優(yōu)的設(shè)計(jì)結(jié)果,需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此,研究船體構(gòu)件開(kāi)孔的應(yīng)力分布情況及孔型結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,使得船體結(jié)構(gòu)能夠兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求,對(duì)降低船體的建造成本,提高國(guó)內(nèi)船廠的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。本文以船體結(jié)構(gòu)中常用的開(kāi)孔薄板為研究對(duì)象,主要研究開(kāi)孔薄板孔邊應(yīng)力分布情況,并基于BESO優(yōu)化算法對(duì)孔型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先整理開(kāi)孔薄板應(yīng)力函數(shù)的求解方法,基于有理映射法的理論,引入了新的變量提出了改進(jìn)的映射函數(shù)公式,根據(jù)改進(jìn)后的映射函數(shù)公式將單位圓映射得到了腰圓和圓角正方形,開(kāi)發(fā)計(jì)算程序結(jié)合映射函數(shù)和應(yīng)力函數(shù)... 

【文章來(lái)源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：107 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 開(kāi)孔板孔邊應(yīng)力分布問(wèn)題
        1.2.2 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化
    1.3 本文主要工作
第二章 開(kāi)孔薄板的平面應(yīng)力問(wèn)題的求解方法
    2.1 引言
    2.2 各向同性板彈性理論的平面問(wèn)題
    2.3 無(wú)限板開(kāi)孔應(yīng)力函數(shù)的求解
    2.4 有限板開(kāi)孔應(yīng)力函數(shù)的求解
    2.5 本章小結(jié)
第三章 不同孔型映射函數(shù)的求解方法
    3.1 引言
    3.2 封閉折線組成的多邊形—SC積分法
        3.2.1 帶有矩形孔的區(qū)域
        3.2.2 帶有正多邊形的區(qū)域
        3.2.3 映射得到圖形的圓角曲率
    3.3 封閉曲線—有理映射
        3.3.1 兩種特殊情況
        3.3.2 改進(jìn)的映射函數(shù)的性質(zhì)分析
        3.3.3 改進(jìn)的映射函數(shù)的應(yīng)用—腰圓孔
        3.3.4 改進(jìn)的映射函數(shù)的應(yīng)用—圓角正方形
    3.4 本章小結(jié)
第四章 含不同孔型的開(kāi)孔薄板孔邊應(yīng)力分布
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算對(duì)象以及有限元模型
        4.2.1 計(jì)算對(duì)象
        4.2.2 有限元模型
    4.3 驗(yàn)證及分析
    4.4 計(jì)算結(jié)果及分析
        4.4.1 腰圓孔
        4.4.2 圓角正方形
    4.5 本章小結(jié)
第五章 BESO算法優(yōu)化薄板的開(kāi)孔形狀
    5.1 引言
    5.2 傳統(tǒng)BESO優(yōu)化方法
        5.2.1 BESO方法的實(shí)現(xiàn)原理
        5.2.2 優(yōu)化準(zhǔn)則
        5.2.3 性能指標(biāo)公式
        5.2.4 傳統(tǒng)的BESO算法的實(shí)現(xiàn)步驟
        5.2.5 傳統(tǒng)BESO算法的算例分析
    5.3 開(kāi)孔薄板適用的BESO算法
        5.3.1 傳統(tǒng)BESO算法的改進(jìn)
        5.3.2 算例
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文研究工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 改進(jìn)的映射函數(shù)公式的MAPLE程序
附錄2 SC積分法得到正多邊形映射函數(shù)的MAPLE程序
附錄3 SC積分法得到不同矩形映射函數(shù)的MAPLE程序
附錄4 求解腰圓孔孔邊應(yīng)力的MAPLE程序
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：2939131