本文關鍵詞：三體船結構優(yōu)化設計及有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：三體船作為一種新興船型，連接橋和兩個片體特殊結構的出現(xiàn)，使得其載荷和結構力學特性與其他常規(guī)船型相比有很大的差異，近年來對三體船的研究主要集中在水動力性能、模型試驗和概念設計三個方面。由于缺少實船的設計建造經(jīng)驗，對三體船的結構優(yōu)化設計和強度校核方面的研究較少，沒有形成切實可行的系統(tǒng)方法，而結構的優(yōu)化設計和強度校核又是新船型研發(fā)中的重要環(huán)節(jié)�；谌w船型蓬勃發(fā)展和國家建立節(jié)約型社會的大背景，本文以某型三體艦船為研究對象，在結構初步設計和總布置形式已經(jīng)確定的情況下，對結構的優(yōu)化設計和強度校核方法進行探討和研究，得到一套三體船結構優(yōu)化設計方案，為該艦完成最終的設計建造提供參考，其主要內容如下： 1、深入研究英國勞氏船級社的《三體船入級規(guī)范》和《軍船入級規(guī)范》中對設計載荷和結構強度相關要求，結合設計資料載荷預報值和模型試驗值，確定結構優(yōu)化設計所需的總體和局部設計載荷值及強度限定條件。 2、基于分級優(yōu)化的思想對三體船中橫剖面進行結構優(yōu)化設計，分別采用傳統(tǒng)計算法和懲罰函數(shù)法確定一級優(yōu)化中相當板厚沿剖面垂向的分布，并對兩種方法的計算結果進行比較分析。以滿足局部強度和穩(wěn)定性條件為標準，確定二級優(yōu)化中船體板架的板厚、骨材間距及型號。最后，給出本文的三體船結構優(yōu)化設計方案。 3、建立優(yōu)化設計方案的三維有限元模型，確定強度校核的典型計算工況、邊界條件及載荷模擬方法，對其進行強度評估，，得到結構的應力響應和分布規(guī)律，驗證結構設計的合理性，根據(jù)直接計算結果修正優(yōu)化設計方案，并確定應力集中的局部結構。 4、對存在應力集中的部位，從結構形式和尺寸方面，對局部結構進行優(yōu)化研究，采用嵌入式細網(wǎng)格模型，分析局部結構優(yōu)化前后的應力集中改善情況，驗證局部結構優(yōu)化設計方案的有效性。
【關鍵詞】：三體船 結構優(yōu)化設計 懲罰函數(shù)法 有限元方法 應力集中
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：U661.43
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景和意義11-12
• 1.2 結構優(yōu)化設計的研究進展12-14
• 1.2.1 工程結構優(yōu)化設計的發(fā)展概況12-13
• 1.2.2 船舶結構優(yōu)化設計的研究進展13-14
• 1.3 三體船結構優(yōu)化設計簡述14
• 1.4 課題的研究內容14-17
• 第2章 結構設計載荷及強度條件17-41
• 2.1 概述17
• 2.2 總體設計載荷17-27
• 2.2.1 總體設計載荷規(guī)范計算17-26
• 2.2.2 總體設計載荷的確定26-27
• 2.3 局部設計載荷計算27-30
• 2.3.1 外板局部設計壓力確定27-29
• 2.3.2 露天甲板局部設計壓力確定29-30
• 2.3.3 內底設計壓力確定30
• 2.4 總強度條件30-32
• 2.4.1 總縱彎曲強度要求30-31
• 2.4.2 最小剖面模數(shù)要求31-32
• 2.4.3 最小慣性矩要求32
• 2.4.4 剪切強度要求32
• 2.5 局部強度條件32-36
• 2.5.1 最小板厚要求32-33
• 2.5.2 主要型材單元的剖面屬性要求33-34
• 2.5.3 次要型材單元的剖面屬性要求34
• 2.5.4 其余尺寸要求34-36
• 2.6 屈曲強度條件36-39
• 2.6.1 板材36-38
• 2.6.2 主要型材單元38-39
• 2.6.3 次要型材單元39
• 2.7 本章小結39-41
• 第3章 主船體典型剖面結構優(yōu)化設計研究41-71
• 3.1 概述41
• 3.2 典型剖面縱向構件相當板厚的近似決定41-61
• 3.2.1 傳統(tǒng)計算法優(yōu)化設計41-48
• 3.2.2 懲罰函數(shù)法優(yōu)化設計48-60
• 3.2.3 兩種優(yōu)化方法比較分析60-61
• 3.3 各板架縱骨與板間材料分配61-67
• 3.3.1 船底板架62-64
• 3.3.2 甲板板架64-65
• 3.3.3 舷側板架65-67
• 3.4 典型剖面的幾何屬性計算67-68
• 3.5 典型剖面的設計結果68-69
• 3.6 本章小結69-71
• 第4章 全船有限元直接計算71-87
• 4.1 概述71
• 4.2 三維有限元模型建立71-72
• 4.2.1 模型建立的原則71-72
• 4.2.2 實船模型建立方法72
• 4.3 計算工況及載荷和邊界的處理72-78
• 4.3.1 計算工況72-73
• 4.3.2 邊界條件73
• 4.3.3 載荷施加73-78
• 4.4 全船有限元計算結果78-83
• 4.4.1 強度衡準78
• 4.4.2 整體應力水平匯總78-80
• 4.4.3 應力集中區(qū)域匯總80-83
• 4.4.4 強度校核結果83
• 4.5 本章小結83-87
• 第5章 連接橋結構局部優(yōu)化研究87-95
• 5.1 概述87
• 5.2 局部結構優(yōu)化方案87-88
• 5.3 局部結構有限元直接計算88-93
• 5.3.1 局部結構有限元分析的原則88
• 5.3.2 優(yōu)化前后局部結構模型建立88-89
• 5.3.3 計算工況及載荷和邊界處理89
• 5.3.4 局部結構有限元分析強度衡準89-90
• 5.3.5 優(yōu)化前后應力水平比較分析90-93
• 5.4 本章小結93-95
• 結論95-97
• 參考文獻97-100
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果100-101
• 致謝101

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王紹鴻;大型油船結構尺寸直接計算法研究[J];船舶工程;1997年03期

2 尹群,朱安慶,朱克強,張家新;小水線面雙體船結構優(yōu)化[J];船舶工程;2003年04期

3 李仲偉,吳有生,崔維成;基于有限元法的小水線面雙體船結構優(yōu)化[J];船舶力學;2005年02期

4 王想生;趙彬;李永剛;劉偉;岳珠峰;;基于ISIGHT/NASTRAN的機翼翼梁的結構優(yōu)化設計[J];飛機設計;2008年04期

5 黃青群;楊萌;;非凸無約束優(yōu)化問題一個修正的廣義DFP型擬牛頓法[J];河池學院學報;2009年02期

6 朱麗萍,謝祚水;集裝箱船舶中剖面結構形式的最優(yōu)選擇[J];華東船舶工業(yè)學院學報;1996年04期

7 劉偉芳;非線性規(guī)劃的SUMT混合法及其應用[J];沈陽航空工業(yè)學院學報;1999年01期

8 宋保維;李楠;;iSIGHT在多目標優(yōu)化問題中的應用研究[J];火力與指揮控制;2008年S2期

9 駱偉,唐文勇,張圣坤,范模;34萬噸級FPSO的中橫剖面優(yōu)化設計[J];海洋工程;2004年04期

10 王洪乙;SDFP算法在船體結構設計中的應用實例[J];艦船科學技術;1984年02期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 王宏偉;大型油輪舯剖面結構優(yōu)化設計[D];哈爾濱工程大學;2002年

2 曾文源;艦船結構有限元參數(shù)化建模與優(yōu)化研究[D];哈爾濱工程大學;2005年

3 楊趙華;高速三體船結構輕型化設計研究[D];武漢理工大學;2008年

4 鄧樂;高速三體船結構力學特性研究[D];武漢理工大學;2008年

5 黃雪忠;小水線面雙體船的結構分析與優(yōu)化設計[D];上海交通大學;2009年

  本文關鍵詞：三體船結構優(yōu)化設計及有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：507560