基于ANSYS的船舶结构有限元计算模板的研究与应用

发布时间：2017-04-09 13:16

  本文关键词：基于ANSYS的船舶结构有限元计算模板的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 有限元方法是一种求解连续介质力学问题的通用数值方法。它广泛应用于航空航天、船舶、土木水利、机械、石油、电子等工业领域。随着计算机在软、硬件上的快速发展，有限元分析无论是在理论，还是在计算技术方面都已取得巨大的进步，一些大型通用的有限元软件也相继投入实际应用，如ANSYS、MSC／NASTRAN、ABAQUS、ADINA、ALGOR等，它们已成为计算机辅助设计系统的重要组成部分。 在船舶结构设计和结构强度的校核过程中，往往需要反复进行“设计—建模—分析—修改设计—再建模—再分析”的过程，但当前有限元分析软件系统都存在前后处理过程复杂、烦琐、易出错、费时费力、对软件使用者要求高等问题。如果按照现有有限元分析软件所规定的步骤，逐一对每次修改重新建模分析，，在有限元建模和处理结果时存在着大量的重复性工作，而且出错机率也会相应增加，影响到设计分析的效率和质量。 针对有限元软件在船舶结构直接计算的应用要求，本文基于ANSYS平台开发了参数化的船体结构有限元计算系统。该计算系统将参数化技术引入船舶结构的有限元计算，初步实现了船体结构有限元建模、计算和后处理的全程参数化；借助功能强大的软件开发工具Visual C++，利用Windows的进程通信机制，建立了基于消息的控制中心，完成程序与ANSYS间的数据传递，实现了对ANSYS的封装，从而形成专业化、参数化的有限元计算系统。 全文共分七章，第一章介绍了本文所涉及的研究领域，通过分析领域中存在的问题，揭示了本文研究的应用背景和意义。第二章介绍了实现系统所依赖的平台和开发工具。第三章主要介绍了作者在船体结构有限元计算的参数化方面的工作。第四章介绍了基于APDL语言的LPG船体舱段有限元计算模块LPGFEA的实现过程。第五章介绍了计算模板的程序实现。第六章结合工程实例介绍了该模板的使用方法。在第七章，作者对全文进行了总结，并对未来的研究工作进行了展望。
【关键词】：船体结构 参数化 二次开发 有限元 ANSYS
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U661.4
【目录】：

• 第1章 绪论8-15
• 1.1 立题背景及研究意义8-10
• 1.2 专用有限元软件的研究与开发概况10-13
• 1.3 参数化技术在有限元领域的应用与发展13-14
• 1.4 本文的主要研究工作14-15
• 第2章 开发平台简介及系统模板组成15-33
• 2.1 系统开发平台ANSYS简介15
• 2.2 ANSYS二次开发的方法及接口简介15-21
• 2.2.1 参数化程序设计语言(APDL)简介16-17
• 2.2.2 APDL语言编程17-19
• 2.2.3 用户界面设计语言(UIDL)简介19-20
• 2.2.4 用户程序特性(UPFs)20-21
• 2.2.5 ANSYS数据接口21
• 2.3 系统开发工具21-30
• 2.3.1 面向对象的程序设计方法和C++语言23-25
• 2.3.2 可视化编程工具Visual C++6.025
• 2.3.3 WINDOWS消息机制25-30
• 2.4 船体结构计算模板的系统组成30-33
• 2.4.1 前处理30-31
• 2.4.2 核心计算31
• 2.4.3 后处理31-33
• 第3章 参数化有限元33-45
• 3.1 参数化技术33
• 3.2 参数化技术的发展概况及分类33-37
• 3.3 参数化有限元37-45
• 3.3.1 概述37-39
• 3.3.2 参数化有限元建模39-44
• 3.3.3 后处理的参数化44-45
• 第4章 参数化有限元计算模块的实现45-62
• 4.1 船体结构强度直接计算方法45-46
• 4.2 典型LPG船体舱段模型、载荷计算和边界条件46-54
• 4.2.1 船体舱段有限元模型46-48
• 4.2.2 计算工况及载荷计算48-53
• 4.2.3 边界条件53-54
• 4.3 LPG舱段有限元分析程序LPGFEA54-62
• 4.3.1 参数定义模块55-57
• 4.3.2 几何模型生成模块57-59
• 4.3.3 物理特性定义和分派及网格划分模块59-60
• 4.3.4 载荷和约束模块60-61
• 4.3.5 后处理模块61-62
• 第5章 计算模板程序的设计62-69
• 5.1 基本任务62-66
• 5.1.1 LPGFEA程序流文件的提交62-65
• 5.1.2 判断ANSYS计算结束65-66
• 5.2 计算模板简介66-69
• 第6章 工程应用实例69-77
• 6.1 实例描述69-72
• 6.2 有限元模型参数的确定72
• 6.3 模板应用72-77
• 第7章 总结与展望77-79
• 7.1 主要研究工作总结及结论77
• 7.2 研究展望77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83
• 攻读硕士学位期间发表的论文83

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 沈洁;常智勇;;Pro/E、Patran与ADAMS在虚拟设计中的联合应用[J];锻压装备与制造技术;2012年03期

2 沈怀浦;何磊;马福江;强万毅;;ANSYS在液压岩心钻机动力头设计中的应用[J];地质装备;2011年02期

3 任强;杨海成;万能;常智勇;;有限元网格模型装配技术研究[J];航空计算技术;2011年01期

4 杨青松;陆丛红;纪卓尚;;中小型LNG船鞍座及附近船体结构强度分析[J];中国造船;2011年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨青松;中小型LNG船C型独立液货舱支座设计研究[D];大连理工大学;2010年

2 于志浩;中小型LNG船船体强度分析研究[D];大连理工大学;2010年

3 安少鹏;基于船舶结构安全的工艺残余应力研究[D];大连理工大学;2010年

4 王建武;汽车轮胎试验系统结构设计及有限元分析[D];吉林大学;2011年

5 李宜宇;玻璃钢快艇结构有限元分析中边界约束条件的初步研究[D];江苏科技大学;2011年

6 刘寅华;典型油船槽形舱壁优化和参数化建模研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

7 周于海;基于APDL的甲板吊臂架结构参数化建模及动态响应研究[D];武汉理工大学;2006年

8 张小明;钻夹头结构性能分析与仿真[D];浙江大学;2006年

9 温鑫鑫;高楼供水泵房管网专用分析软件开发研究[D];天津科技大学;2006年

10 李凌;中厚板焊接温度场及应力场数值计算[D];天津大学;2006年

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本文编号：295344