小水线面双体船的结构分析与优化设计

发布时间：2017-04-30 06:11

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【摘要】： 本文主要分析计算了某型号小水线面双体船的结构性能,并对其进行了结构优化。 在理论分析基础上,通过规范进行结构计算,并确定了结构的基本设计参数和肋骨分布方式。根据CCS小水线面双体船指南规范并结合所确定的各种计算工况,分别计算了各工况下的相应的载荷。 在结构数值分析中,利用有限元软件对小水线面双体船进行全船数值模型计算,分析了结构在外载荷下的响应。分析的主要内容包括模态分析、静力分析和屈曲分析。并在此基础上,分析了连接鳍对结构总强度的影响。 为提高结构性能,文中对小水线面双体船进行结构优化。在研究中利用Isight优化软件平台集成有限元软件,对在选定的设计载荷下小水线面双体船结构进行了全船结构尺寸优化。对比分析了结构优化前后结构的静力相应性能。分析结果表明,合理选择优化设计设计变量可以有效保证船体结构强度,提高结构性能,减小结构重量并降低了结构重心。 上述内容构成小水线面双体船结构设计及优化的基本过程。通过应用于实例计算表明,该方法实用而可靠,为实船设计改进提供了重要参考。
【关键词】：小水线面双体船 结构优化 遗传算法 有限元分析 Isight 连接鳍
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U674.951
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• 第一章绪论10-21
• 1.1 课题的背景和意义10-12
• 1.2 小水线面双体船的简介12-15
• 1.2.1 小水线面双体船的基本概述12-13
• 1.2.2 研究对象基本特点13-15
• 1.3 结构强度分析理论及发展15-16
• 1.4 结构设计优化概述及发展16-19
• 1.5 本文的主要内容19-21
• 第二章结构设计及优化理论21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 小水线面双体船外载荷理论21-27
• 2.2.1 横向弯矩21-23
• 2.2.2 斜浪中横弯矩23-25
• 2.2.3 横向扭矩25-27
• 2.2.4 水压力27
• 2.3 结构设计理论计算27-31
• 2.3.1 肋骨稳定性28
• 2.3.2 肋骨间壳板稳定性28-29
• 2.3.3 耐压壳板厚29-30
• 2.3.4 肋骨间距30
• 2.3.5 壳板剖面上的正应力30-31
• 2.3.6 肋骨横剖面的正应力31
• 2.4 结构优化基本理论31-34
• 第三章小水线面双体船载荷计算34-55
• 3.1 船级社规范计算34-40
• 3.1.1 总体横向弯矩34-37
• 3.1.2 总体水平扭矩37-39
• 3.1.3 总体纵向弯矩39-40
• 3.2 对开力计算40-41
• 3.3 实船载荷计算41-42
• 3.4 耐压壳结构计算42-49
• 3.4.1 圆柱耐压壳板厚度的计算43
• 3.4.2 肋骨间距的计算43-44
• 3.4.3 肋骨应力的计算44
• 3.4.4 板壳应力的计算44-45
• 3.4.5 肋骨间壳板稳定性的计算45-46
• 3.4.6 肋骨稳定性的计算46-47
• 3.4.7 利用系数分析47-49
• 3.5 重量以及重心估算49-54
• 3.6 小结54-55
• 第四章结构强度数值分析55-63
• 4.1 引言55
• 4.2 模型基本概况55-56
• 4.2.1 软件平台55
• 4.2.2 坐标系统55-56
• 4.2.3 单位系统56
• 4.2.4 模型尺寸56
• 4.3 加载分析及工况选择56-58
• 4.3.1 水面航态57
• 4.3.2 水下航态57
• 4.3.3 计算工况57-58
• 4.4 数值分析58-61
• 4.4.1 结构模态分析58-59
• 4.4.2 浪向角90°工况计算结果59
• 4.4.3 浪向角45°工况计算结果59-60
• 4.4.4 浪向角0°工况计算结果60
• 4.4.5 水下静态工况计算结果60-61
• 4.4.6 结构屈曲分析61
• 4.5 小结61-63
• 第五章结构优化分析63-73
• 5.1 优化理论以及平台63-64
• 5.2 优化数学模型64-65
• 5.3 结构优化平台65-66
• 5.4 结构优化设计66-70
• 5.4.1 浪向角90°工况优化结果68-69
• 5.4.2 浪向角45°工况优化结果69
• 5.4.3 浪向角0°工况优化结果69-70
• 5.4.4 水下静态工况优化结果70
• 5.5 连接鳍分析70-72
• 5.6 小结72-73
• 第六章结论与展望73-75
• 6.1 结论73
• 6.2 展望73-75
• 参考文献75-78
• 致谢78-79
• 攻读学位期间发表的学术论文79

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 徐志亭;小水线面双体船结构疲劳分析及典型节点优化研究[D];上海交通大学;2012年

2 许磊;基于参数化建模的散货船有限元分析及优化[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 王志超;漂浮式潮流电站总体方案设计[D];哈尔滨工程大学;2011年

4 张超;三体船结构优化设计及有限元分析[D];哈尔滨工程大学;2012年

5 王洪庆;漂浮式潮流电站载体结构疲劳强度研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

6 刘磊;双体船姿态综合控制研究及仿真分析[D];哈尔滨工程大学;2012年

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本文编号：336417