本文關(guān)鍵詞：三體船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(gè)片體特殊結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，使得其載荷和結(jié)構(gòu)力學(xué)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(dòng)力性能、模型試驗(yàn)和概念設(shè)計(jì)三個(gè)方面。由于缺少實(shí)船的設(shè)計(jì)建造經(jīng)驗(yàn)，對三體船的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核方面的研究較少，沒有形成切實(shí)可行的系統(tǒng)方法，而結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和強(qiáng)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(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)和總布置形式已經(jīng)確定的情況下，對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核方法進(jìn)行探討和研究，得到一套三體船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，為該艦完成最終的設(shè)計(jì)建造提供參考，其主要內(nèi)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(shè)計(jì)載荷和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相關(guān)要求，結(jié)合設(shè)計(jì)資料載荷預(yù)報(bào)值和模型試驗(yàn)值，確定結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)所需的總體和局部設(shè)計(jì)載荷值及強(qiáng)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(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，分別采用傳統(tǒng)計(jì)算法和懲罰函數(shù)法確定一級優(yōu)化中相當(dāng)板厚沿剖面垂向的分布，并對兩種方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析。以滿足局部強(qiáng)度和穩(wěn)定性條件為標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 3、建立優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的三維有限元模型，確定強(qiáng)度校核的典型計(jì)算工況、邊界條件及載荷模擬方法，對其進(jìn)行強(qiáng)度評估，，得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力響應(yīng)和分布規(guī)律，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，根據(jù)直接計(jì)算結(jié)果修正優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并確定應(yīng)力集中的局部結(jié)構(gòu)。 4、對存在應(yīng)力集中的部位，從結(jié)構(gòu)形式和尺寸方面，對局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究，采用嵌入式細(xì)網(wǎng)格模型，分析局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的應(yīng)力集中改善情況，驗(yàn)證局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的有效性。
【關(guān)鍵詞】：三體船 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 懲罰函數(shù)法 有限元方法 應(yīng)力集中
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展12-14
• 1.2.1 工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展概況12-13
• 1.2.2 船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展13-14
• 1.3 三體船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)簡述14
• 1.4 課題的研究內(nèi)容14-17
• 第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)載荷及強(qiáng)度條件17-41
• 2.1 概述17
• 2.2 總體設(shè)計(jì)載荷17-27
• 2.2.1 總體設(shè)計(jì)載荷規(guī)范計(jì)算17-26
• 2.2.2 總體設(shè)計(jì)載荷的確定26-27
• 2.3 局部設(shè)計(jì)載荷計(jì)算27-30
• 2.3.1 外板局部設(shè)計(jì)壓力確定27-29
• 2.3.2 露天甲板局部設(shè)計(jì)壓力確定29-30
• 2.3.3 內(nèi)底設(shè)計(jì)壓力確定30
• 2.4 總強(qiáng)度條件30-32
• 2.4.1 總縱彎曲強(qiáng)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(qiáng)度要求32
• 2.5 局部強(qiáng)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(qiáng)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(jié)39-41
• 第3章 主船體典型剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究41-71
• 3.1 概述41
• 3.2 典型剖面縱向構(gòu)件相當(dāng)板厚的近似決定41-61
• 3.2.1 傳統(tǒng)計(jì)算法優(yōu)化設(shè)計(jì)41-48
• 3.2.2 懲罰函數(shù)法優(yōu)化設(shè)計(jì)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(cè)板架65-67
• 3.4 典型剖面的幾何屬性計(jì)算67-68
• 3.5 典型剖面的設(shè)計(jì)結(jié)果68-69
• 3.6 本章小結(jié)69-71
• 第4章 全船有限元直接計(jì)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(shí)船模型建立方法72
• 4.3 計(jì)算工況及載荷和邊界的處理72-78
• 4.3.1 計(jì)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(jì)算結(jié)果78-83
• 4.4.1 強(qiáng)度衡準(zhǔn)78
• 4.4.2 整體應(yīng)力水平匯總78-80
• 4.4.3 應(yīng)力集中區(qū)域匯總80-83
• 4.4.4 強(qiáng)度校核結(jié)果83
• 4.5 本章小結(jié)83-87
• 第5章 連接橋結(jié)構(gòu)局部優(yōu)化研究87-95
• 5.1 概述87
• 5.2 局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案87-88
• 5.3 局部結(jié)構(gòu)有限元直接計(jì)算88-93
• 5.3.1 局部結(jié)構(gòu)有限元分析的原則88
• 5.3.2 優(yōu)化前后局部結(jié)構(gòu)模型建立88-89
• 5.3.3 計(jì)算工況及載荷和邊界處理89
• 5.3.4 局部結(jié)構(gòu)有限元分析強(qiáng)度衡準(zhǔn)89-90
• 5.3.5 優(yōu)化前后應(yīng)力水平比較分析90-93
• 5.4 本章小結(jié)93-95
• 結(jié)論95-97
• 參考文獻(xiàn)97-100
• 攻讀碩士學(xué)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(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：三體船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：507560