本文關鍵詞：散貨船結構動力特性分析及優(yōu)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會的進步和生活水平的提高，人們對生活居住區(qū)的舒適性提出了越來越高的要求，而容易引起有害振動的區(qū)域往往集中在尾部和上層建筑，因此需要研究船體結構尤其是尾部和上層建筑的動力特性。本文以一艘散貨船為研究對象，研究其尾部及上層建筑的動力響應特性并對其進行了優(yōu)化設計。主要包括以下幾個方面： （1）全船總振動模態(tài)計算。本文分別建立了全船一維梁有限元模型、三維有限元模型、混合有限元模型并進行了模態(tài)分析，并對三種模型的計算結果進行了比較分析。 （2）尾部振動響應預報。本文計算了選用混合有限元模型計算了尾部結構在螺旋槳激振力作用下的加速度響應，在施加螺旋槳激振力時分別選用三種不同的施加方案，并根據(jù)計算結果進行比較分析。 （3）上層建筑結構模態(tài)計算和響應預報。本文計算了上層建筑總體振動模態(tài)和各層甲板的局部模態(tài)，并計算了上層建筑結構在螺旋槳激振力作用下的加速度響應，，針對加速度響應較大的部位計算了其在較寬頻率范圍內的加速度響應。 （4）尾部及上層建筑結構靈敏度分析。以板材的厚度和骨材的規(guī)格為設計變量，進行了質量靈敏度分析、單頻激勵下的響應靈敏度分析及多頻激勵下的響應靈敏度分析。 （5）尾部及上層建筑結構動力特性單目標優(yōu)化設計研究。以質量最輕為目標函數(shù)，多頻激勵下的響應滿足振動頻率基準等為約束條件，進行單目標優(yōu)化設計。
【關鍵詞】：散貨船 尾部結構 上層建筑 動力響應預報 靈敏度分析 單目標優(yōu)化
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：U674.134
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 本文研究背景12-13
• 1.2 結構動力特性研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 結構優(yōu)化設計研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 本文研究內容19-20
• 第二章 全船總振動模態(tài)計算20-38
• 2.1 全船有限元模型20-26
• 2.1.1 一維船體梁有限元模型20-22
• 2.1.2 三維有限元模型22-25
• 2.1.3 混合有限元模型25-26
• 2.2 船體總振動26-33
• 2.2.1 引言26-28
• 2.2.2 影響船體總振動的因素28-29
• 2.2.3 附連水質量計算29-33
• 2.3 固有頻率及振型圖33-36
• 2.4 三種有限元模型的比較36
• 2.5 本章小結36-38
• 第三章 尾部和上層建筑振動模態(tài)和響應預報38-70
• 3.1 引言38
• 3.2 螺旋槳激勵38-45
• 3.2.1 螺旋槳激勵的分類38-39
• 3.2.2 螺旋槳脈動壓力39-43
• 3.2.3 螺旋槳激振力的施加43-45
• 3.3 船體振動阻尼45-46
• 3.4 尾部振動響應預報46-47
• 3.5 上層建筑振動模態(tài)和響應預報47-64
• 3.5.1 上層建筑固有頻率計算48-57
• 3.5.2 上層建筑局部振動計算57-62
• 3.5.3 上層建筑振動加速度響應計算62-64
• 3.6 強迫振動響應計算64-67
• 3.7 船舶振動評價67-69
• 3.8 本章小結69-70
• 第四章 優(yōu)化設計變量的靈敏度分析70-90
• 4.1 靈敏度分析基本理論70-76
• 4.1.1 有限差分法70-72
• 4.1.2 半解析法72
• 4.1.3 解析法72-73
• 4.1.4 iSIGHT 軟件試驗設計方法73-76
• 4.2 尾部及上層建筑結構靈敏度分析76-89
• 4.2.1 設計變量76-82
• 4.2.2 質量靈敏度82-83
• 4.2.3 響應靈敏度83-85
• 4.2.4 設計變量篩選85-89
• 4.3 本章小結89-90
• 第五章 尾部及上層建筑結構動力特性單目標優(yōu)化設計研究90-106
• 5.1 優(yōu)化算法90-92
• 5.1.1 算法概述90-92
• 5.1.2 自適應模擬退火算法92
• 5.2 尾部及上層建筑結構動力特性單目標優(yōu)化模型92-94
• 5.2.1 設計變量與約束條件93
• 5.2.2 目標函數(shù)93
• 5.2.3 優(yōu)化模型的數(shù)學表達93-94
• 5.3 優(yōu)化仿真系統(tǒng)的建立94-98
• 5.3.1 文件解析94-96
• 5.3.2 集成流程96-97
• 5.3.3 設計變量設置97-98
• 5.3.4 數(shù)據(jù)監(jiān)控98
• 5.4 優(yōu)化結果分析98-103
• 5.5 本章小結103-106
• 第六章 總結與展望106-110
• 6.1 總結106-107
• 6.2 展望107-110
• 參考文獻110-116
• 致謝116-118
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄118

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本文編號：346105