A型液舱次屏蔽安装平台设计优化及抗连续倒塌分析

发布时间：2023-04-11 23:52

　　A型液舱次屏蔽安装平台是为LNG运输船A型液舱次屏蔽安装工作而专门搭设的一种结构新颖的大型轻质脚手架,是A型LNG运输船建造过程中占据重要地位的配套工装。本文以45,000m³ A型LNG运输船次屏蔽安装平台为研究对象,对安装平台的设计与优化问题进行了研究,并对其抗连续倒塌能力进行了分析。本文的主要内容如下:(1)对安装平台结构进行设计并对其进行强度分析。本文采用钢结构设计方法中的容许应力法对安装平台结构进行设计。对安装平台建立三维有限元模型,并依据实际工况施加荷载与约束,对安装平台进行强度分析。根据有限元计算结果,得到了各工况下安装平台的最大变形与最大应力,同时确定了安装平台在正常工作时所处的最危险工况,参考规范进行校核并以此工况用作后续分析。(2)对安装平台进行结构优化设计。以结构总质量为目标函数,以安装平台构件的九个截面尺寸为设计变量,通过ANSYS Workbench的优化模块对安装平台进行优化。经过敏感性分析、响应曲面分析与优化分析,得出最佳的优化方案。最后将优化后的安装平台结构进行有限元分析,根据分析结果,优化后的安装平台的最大应力和最大变形均满足使用...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 LNG围护系统安装平台研究现状
        1.2.2 结构优化设计研究现状
        1.2.3 连续性倒塌国内外研究现状
    1.3 本文的主要工作和内容
第2章 理论基础
    2.1 钢结构设计要求与设计方法
        2.1.1 钢结构设计要求
        2.1.2 钢结构设计方法
    2.2 ANSYS优化设计方法
        2.2.1 零阶方法
        2.2.2 一阶方法
    2.3 连续倒塌破坏的判定标准及分析方法
        2.3.1 连续倒塌的定义及评定准则
        2.3.2 连续性倒塌分析方法
        2.3.3 构件重要性的评价方法
        2.3.4 荷载组合
第3章 A型液舱次屏蔽安装平台设计及强度分析
    3.1 引言
    3.2 方案比选
        3.2.1 落地式
        3.2.2 电动吊篮
        3.2.3 安装平台选型
    3.3 总体设计及参数确定
        3.3.1 总体设计
        3.3.2 吊挂钢架设计
        3.3.3 与船体的连接系统设计
    3.4 A型液舱次屏蔽安装平台的静力分析
        3.4.1 模型简化
        3.4.2 模型相关假设
        3.4.3 数值模型的建立
        3.4.4 安装平台载荷的施加
        3.4.5 约束及边界条件的给定
        3.4.6 求解结果
    3.5 本章小结
第4章 安装平台结构优化设计研究
    4.1 引言
    4.2 结构优化设计的简介
    4.3 结构优化设计的数学模型
        4.3.1 设计变量(DV)
        4.3.2 状态变量(SV)
        4.3.3 目标函数(OBJ)
    4.4 安装平台结构尺寸优化
        4.4.1 尺寸优化简介
        4.4.2 目标函数的选取
        4.4.3 状态变量的选取
        4.4.4 设计变量选取
        4.4.5 敏感性分析
        4.4.6 响应面分析
        4.4.7 响应曲面优化分析
    4.5 本章小结
第5章 安装平台的抗连续倒塌分析
    5.1 前言
    5.2 模型单元的选取
    5.3 材料的本构关系
    5.4 构件重要性评价
    5.5 安装平台抗连续倒塌分析
        5.5.1 结构连续倒塌在ANSYS Workbench中的分析流程
        5.5.2 单榀桁架失效的结构响应
        5.5.3 两榀桁架同时失效的结构响应
        5.5.4 三榀桁架同时失效的结构响应
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3790003