發(fā)布時間：2020-04-06 17:58

【摘要】：玻璃鋼材料漁船是一種節(jié)能減排的新型漁船,是對漁船工藝發(fā)展上的重大變革,但國內(nèi)對玻璃鋼漁船結(jié)構(gòu)設(shè)計多沿用鋼質(zhì)漁船類似的方法,使玻璃鋼漁船無法充分體現(xiàn)材料的輕質(zhì)高強(qiáng)的特性。本文以一艘36.6 m玻璃鋼漁船為例,基于有限元分析理論,應(yīng)用Patran軟件對玻璃鋼漁船的帽型骨材、骨架結(jié)構(gòu)形式選型進(jìn)行了研究。擬設(shè)計出既能滿足漁船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛性要求,又能充分發(fā)揮玻璃鋼材料的力學(xué)性能的玻璃鋼漁船,具體完成的工作如下:(1)基于復(fù)合材料理論,推導(dǎo)了計算玻璃鋼材料薄板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度所需的工程彈性常數(shù)。應(yīng)用Patran軟件對玻璃鋼層合板的三點(diǎn)彎曲實驗進(jìn)行數(shù)值模擬,通過數(shù)值計算結(jié)果與實驗結(jié)果的對比,驗證了計算玻璃鋼材料薄板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度所需工程彈性常數(shù)理論的準(zhǔn)確性及可行性。(2)對玻璃鋼材料漁船的典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,分別研究了芯材對帽型骨材力學(xué)性能的影響,和應(yīng)用Patran軟件中等截面尺寸的梁單元等效模擬帽型骨材的可行性,簡化了全船有限元模型的建立過程,同時提高了計算效率。(3)在相等質(zhì)量的條件下設(shè)計了橫骨架式和縱骨架式兩種玻璃鋼漁船骨架結(jié)構(gòu)形式的船體,并和傳統(tǒng)混合骨架式船體一起進(jìn)行全船有限元強(qiáng)度校核。研究表明,綜合考慮三種骨架形式的力學(xué)性能和制造工藝的復(fù)雜程度,縱骨架式玻璃鋼漁船具有更好的工程參考價值。(4)在滿足玻璃鋼漁船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛性要求前提下,以全船重量為目標(biāo)函數(shù),應(yīng)用遺傳算法對具有工程參考價值的縱骨架式玻璃鋼漁船進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)優(yōu)化,充分發(fā)揮玻璃鋼材料的力學(xué)性能,達(dá)到船體質(zhì)量最輕,為玻璃鋼漁船的力學(xué)性能評價和設(shè)計提供研究基礎(chǔ)。
【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】：2016
【分類號】：S972.7

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本文編號：2616840