發(fā)布時間：2017-04-10 13:21

  本文關鍵詞：工程船結構強度直接計算及優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 隨著海運事業(yè)的不斷發(fā)展、港口功能的日益增強,起重船成為中國船舶市場發(fā)展的熱點。特別是中大型起重船舶的需求量更是日益增漲。市場的需要和利益的驅使,使用舊船型改裝成為新船型也成為一種趨勢。 作為工程船舶的起重船有著特殊的作業(yè)方式,所以在船體結構和所受載荷方面更為復雜。對于這種復雜的結構形式和載荷分布,傳統(tǒng)的結構強度計算方法的弊端已經顯現(xiàn)出來。隨著計算機硬件技術的發(fā)展,使得將整船劃分為有限元來進行分析成為可能,船體結構強度分析有了革命性的突破。世界各國的船級社都在不斷尋求更科學可靠的設計方法,因此船舶結構強度有限元直接計算方法成為當今船舶設計業(yè)的領頭羊。有限元直接計算方法是通過有限元軟件對整船建立有限元模型。為了真實的表達構件的受力狀況,分別以桿、板、殼和梁等單元來模擬不同受力狀態(tài)的構件。并通過有限元軟件分析求解,得到各個構件的實際變形和應力結果。 本文利用有限元軟件MSC.Patran和MSC.Nastran對某駁船改裝成500t浮吊的改裝方案進行研究和優(yōu)化。吊機吊重采用獨立建模計算方法,計算機座處支座反力,再使用多點約束的方法加載到船體甲板相應位置。舷外水壓力采用等效設計波的概念處理波浪中垂和波浪中拱工況。調整船體平均吃水來調整船體平衡。并使用“慣性釋放”功能使船體模型處于“完全自由”狀態(tài)。 對于衡量船體結構的安全性而言,對甲板、底板進行屈曲強度分析是十分必要且必須的。按照《鋼質內河船船體結構直接計算指南》對該起重船的甲板、底板進行屈曲強度分析,并對強度不足構件進行加強。在船體板格屈曲強度校核方面,CCS中國船級社以Patran為平臺開發(fā)了板格屈曲強度計算插件。本文利用該插件對船體部分板格再次進行屈曲強度校核,并對兩次校核的不同計算結果進行了對比分析。 由于改裝船方案直接影響到整個工程的成本和施工方案,所以對船體結構優(yōu)化也是非常必要的。基于原船體部分不進行大的改動的前提下,本文對新增構件板厚進行了優(yōu)化。并使整個設計方案更加經濟和可行。
【關鍵詞】：直接計算 載荷平衡 結構優(yōu)化 起重船
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：U661.43
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 引言10-14
• 1.1.1 起重船10-11
• 1.1.2 船舶改造11-13
• 1.1.3 船體板格屈曲校核13-14
• 1.2 課題研究目的14-15
• 1.3 國內外現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 有限元方法15-16
• 1.3.2 船體板格屈曲強度16-17
• 1.4 研究內容、方法及技術路線17-24
• 第2章 船體結構型式及計算模型概況24-28
• 2.1 結構型式24-25
• 2.2 主尺度及主要參數(shù)25
• 2.3 尺度比25-26
• 2.4 計算模型26
• 2.5 計算工況26-27
• 2.6 應力評估構件分組27
• 2.7 材料參數(shù)27-28
• 第3章 計算模型28-46
• 3.1 坐標系28
• 3.2 單元28
• 3.3 模型分組28-33
• 3.3.1 分組列表28-29
• 3.3.2 分組顯示29-33
• 3.4 計算工況及其載荷33
• 3.5 空船重量33-36
• 3.5.1 結構自身重量33-34
• 3.5.2 輪機、電器、燃油、淡水、壓載水重量34-36
• 3.6 吊機吊重載荷及舷外水壓力36-42
• 3.6.1 吊機吊重載荷36-39
• 3.6.2 舷外水壓力39-42
• 3.7 單元屬性42-46
• 3.7.1 板42-43
• 3.7.2 梁43-46
• 第4章 主要結果及強度校核46-81
• 4.1 位移校核46-48
• 4.2 板元應力及強度校核48-65
• 4.2.1 全船板單元強度校核48-52
• 4.2.2 各組構件板單元強度校核52-65
• 4.3 梁單元應力及強度校核65-72
• 4.3.1 全船梁單元強度校核65-66
• 4.3.2 分組梁單元強度校核66-72
• 4.4 甲板、船底板屈曲強度校核72-81
• 4.4.1 基于《鋼制內河船入級建造規(guī)范》校核及修改72-77
• 4.4.2 基于《鋼制海船入級建造規(guī)范》的部分板厚校核77-79
• 4.4.3 板格屈曲強度校核小結79-81
• 第5章 優(yōu)化計算81-85
• 5.1 本船優(yōu)化方法及內容81
• 5.2 優(yōu)化過程81-84
• 5.2.1 板厚優(yōu)化81-83
• 5.2.2 強度、屈曲校核分析83-84
• 5.3 板厚優(yōu)化總結84-85
• 第6章 結論85-87
• 6.1 結論85
• 6.2 展望85-87
• 參考文獻87-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士學位期間論文發(fā)表情況90

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