本文關(guān)鍵詞：基于隨機靈敏度的服役船舶結(jié)構(gòu)強度再加強方案研究

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【摘要】：從營運成本考慮，我國航運業(yè)主要是以購買經(jīng)濟性較好的中齡二手船為主，而中齡船自然會帶來一定的超期服役問題。由于環(huán)境的腐蝕作用，服役船舶所用鋼板的有效厚度必然會有所下降，這也就導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上的強度損失。在這種情況下，怎樣以較少的經(jīng)濟代價，處理其結(jié)構(gòu)強度再加強問題，以確保超期服役船舶在壽命結(jié)束之前保持有效的強度，將能夠帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。為此，本文運用隨機靈敏度的方法對船舶結(jié)構(gòu)的重要力學(xué)指標(biāo)進行分析，評判設(shè)計參數(shù)對結(jié)構(gòu)性能評價指標(biāo)的貢獻程度，從理論角度研究船舶結(jié)構(gòu)的再加強方案。 首先，運用ANSYS作為計算平臺，進行隨機靈敏度抽樣技術(shù)的研究。選用模型船艙段所用鋼板板厚作為設(shè)計變量、力學(xué)性能作為評價指標(biāo)，選取不同隨機抽樣參數(shù)進行隨機靈敏度計算，得到了能夠表達靈敏度數(shù)值的最優(yōu)抽樣參數(shù)組合，降低了計算的時間成本。 其次，運用有限元方法，對SL151起重船船體典型龍骨節(jié)點結(jié)構(gòu)進行了詳細參數(shù)化建模；以節(jié)點在腐蝕情況下的板厚等幾何尺寸為設(shè)計變量，節(jié)點力學(xué)性能為評價指標(biāo)，進行了隨機靈敏度分析，得出了影響主要評價指標(biāo)的主要影響參量。然后，以這些影響參量為設(shè)計變量，對船體典型結(jié)構(gòu)進行了三種不同類型的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，得出了需要更換節(jié)點情況下的優(yōu)化尺寸，，為局部構(gòu)件的性能提升提供了加強方案。 最后，以模型艙段與SL151實際艙段為模板，以其所用鋼板的厚度為設(shè)計變量，艙段力學(xué)性能為評價指標(biāo)進行了隨機靈敏度分析。結(jié)合有限元分析結(jié)果，對結(jié)構(gòu)薄弱了的區(qū)域，以隨機靈敏度分析的結(jié)果為指導(dǎo)，提出了三種船體加強方案，以較少的代價，得到了較好的效果，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益的提升。
【關(guān)鍵詞】：船體結(jié)構(gòu)強度 隨機靈敏度分析 有限元法 優(yōu)化設(shè)計 結(jié)構(gòu)加強方案
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U661.43
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1. 課題背景及研究的目的與意義8
• 1.2. 研究內(nèi)容綜述8-13
• 1.2.1 船體結(jié)構(gòu)加強方案綜述8-9
• 1.2.2 典型加強結(jié)構(gòu)的選取9
• 1.2.3 典型加強結(jié)構(gòu)中熱點應(yīng)力處理9-10
• 1.2.4 基本靈敏度分析10-11
• 1.2.5 靈敏度分析方法分類11-12
• 1.2.6 隨機靈敏度方法在工程上的運用12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-14
• 第2章 抽樣技術(shù)研究14-25
• 2.1 抽樣方法的重要性14
• 2.2 抽樣模型的建立14-18
• 2.2.1 一般集裝箱船的艙段建模15-16
• 2.2.2 艙段安全性評價標(biāo)準(zhǔn)16-18
• 2.2.3 輸入?yún)?shù)與輸出參數(shù)18
• 2.3 抽樣參數(shù)的選擇18-24
• 2.3.1 輸入變量高斯分布與均布分布的比較18
• 2.3.2 蒙特卡羅法法與拉丁抽樣法的比較18-20
• 2.3.3 拉丁抽樣法循環(huán)次數(shù)比較20-22
• 2.3.4 拉丁抽樣法分層數(shù)與循環(huán)數(shù)比較22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 典型結(jié)構(gòu)靈敏度分析及優(yōu)化25-38
• 3.1 龍骨節(jié)點有限元模型25-28
• 3.1.1 有限元模型25-27
• 3.1.2 邊界條件和載荷27
• 3.1.3 肘板趾端應(yīng)力集中處理27-28
• 3.2 典型結(jié)構(gòu)靈敏度分析28-31
• 3.2.1 計算變量及輸出變量28
• 3.2.2 計算結(jié)果分析28-31
• 3.3 典型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計31-37
• 3.3.1 服役船舶現(xiàn)在的修理形式31-32
• 3.3.2 ANSYS 優(yōu)化設(shè)計模塊32
• 3.3.3 多目標(biāo)優(yōu)化方法32-33
• 3.3.4 船舶典型結(jié)構(gòu)的尺寸及形狀優(yōu)化33
• 3.3.5 三組優(yōu)化實驗33-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 艙段模型靈敏度分析及結(jié)構(gòu)加強方案38-54
• 4.1 雙層底散貨船艙段分析38-43
• 4.1.1 計算參數(shù)的確定38-39
• 4.1.2 不同板厚下靈敏度變化39-40
• 4.1.3 有效厚度減少 30%靈敏結(jié)果分析40-43
• 4.2 雙層底散貨船艙段結(jié)構(gòu)加強方案43-47
• 4.2.1 局部換板43-45
• 4.2.2 外底板鋪設(shè)補板45-46
• 4.2.3 增加舷側(cè)縱骨密度46-47
• 4.3 SL151 起重船艙段分析47-52
• 4.3.1 SL151 有限元模型建立47-49
• 4.3.2 邊界條件和載荷49
• 4.3.3 艙段模型力學(xué)性能評價指標(biāo)49
• 4.3.4 艙段模型有限元模型分析結(jié)果49-50
• 4.3.5 隨機靈敏度分析結(jié)果50-52
• 4.4 結(jié)構(gòu)再加強方案52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻55-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果60-62
• 致謝62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王啟友;牟小光;;船體腐蝕對船舶強度的影響[J];船舶工程;2007年03期

2 白勇,徐向東,崔維成;船體結(jié)構(gòu)極限強度的影響參數(shù)與敏感度探討[J];船舶力學(xué);1998年05期

3 錢家昌;劉卉;;潛艇操縱性多目標(biāo)優(yōu)化及靈敏度分析[J];船舶力學(xué);2011年07期

4 趙華瑋;朱宏平;張偉;;帶肋圓柱殼結(jié)構(gòu)強度靈敏性有限元法分析[J];河南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年04期

5 熊燕;董玉革;;模糊可靠性分析軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年10期

6 蔡新;李洪煊;武穎利;朱杰;;工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究進展[J];河海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年03期

7 陳穎;岳亞霖;崔維成;;小水線面雙體船典型節(jié)點抗疲勞設(shè)計[J];艦船科學(xué)技術(shù);2010年06期

8 閆晉輝;蔡斯淵;王德禹;;船舶結(jié)構(gòu)典型節(jié)點的優(yōu)化分析[J];艦船科學(xué)技術(shù);2011年11期

9 馮國慶;任慧龍;李巧彥;李輝;;艦船典型節(jié)點參數(shù)化建模及形狀優(yōu)化[J];中國艦船研究;2009年04期

10 王成端,楊jZ;動態(tài)優(yōu)化中的靈敏度分析研究[J];計算結(jié)構(gòu)力學(xué)及其應(yīng)用;1991年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 潘建榮;基于相關(guān)性的框架節(jié)點半剛性分析方法研究[D];汕頭大學(xué);2009年

本文編號：725832