大型消防船局部关键结构有限元分析与优化

发布时间：2017-08-21 20:41

  本文关键词：大型消防船局部关键结构有限元分析与优化

  更多相关文章： 大型消防船 驾驶室窗框 消防水炮基座 有限元分析 结构优化

【摘要】：近年来人类的海上活动逐渐频繁,与此同时也增加了发生海难事故的可能性。作为海上和港口消防救援的主力军,执行此项任务的消防船必须具备完善的消防和救援功能。消防船除了对于自身的设计需要具有良好的稳性和操纵性,对于消防能力,需要达到规定的对外消防能力等级。在进行消防船的设计工作时,上层建筑的一些关键局部结构需要特别注意,比如驾驶室窗框和消防水炮的基座。驾驶室窗框的布置情况关系到驾驶室的驾驶环境,同时也关系到甲板室的结构强度；而消防水炮基座是消防炮载荷的主要承受者,其结构性能影响着消防作业是否能够顺利进行。然而由于消防船上驾驶室窗框和消防水炮基座的结构关联性,设计过程中必须要考虑两者之间的相互影响,尤其对于大型消防船而言。本文所做主要研究工作如下： (1)优化大型消防船驾驶室窗框型式和消防水炮基座结构,前者在保证安全性的同时提高驾驶室的透光率,从而改善驾驶室驾驶条件；后者寻求最优的基座结构型式,使得安全性与经济性达到平衡。 (2)采用有限元分析法和多参数优化方法,对于窗框结构型式优化阶段,根据“落地式窗框用于消防船驾驶室“的假设,采用两艘消防船进行了可行性验证,分析结果肯定了之前的假设,即落地式窗框用于消防船驾驶室是可行的。 (3)在进行消防水炮基座结构优化阶段,通过实验数据分析了这种特殊结构的力学性能,根据实验数据采用多参数优化方法,通过拟合三维曲面函数得出了最佳锥度函数,并在实船模型上验证了其有效性,因此在今后的消防水炮基座的设计与优化过程中可以以此函数作为参考资料。
【关键词】：大型消防船 驾驶室窗框 消防水炮基座 有限元分析 结构优化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.246
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 本文选题背景8-9
• 1.2 消防船的国内外研究现状9-14
• 1.2.1 消防船的国内外研究现状9-11
• 1.2.2 船舶用窗框发展现状11-13
• 1.2.3 消防船消防水炮基座发展现状13-14
• 1.3 船舶结构优化方法的研究现状14-15
• 1.4 消防船的发展前景15-18
• 2 研究方法简介18-24
• 2.1 有限元概述18-21
• 2.1.1 有限元法分类18
• 2.1.2 有限元法分析过程18-19
• 2.1.3 有限元法的优缺点19-20
• 2.1.4 ANSYS软件介绍20-21
• 2.1.5 ANSYS软件的操作与注意事项21
• 2.2 多参数优化方法概述21-24
• 2.2.1 多参数优化方法概述21
• 2.2.2 多参数优化方法优缺点21-24
• 3 实船原始参数介绍24-32
• 3.1 “大消1号”与“大消2号”消防船主要素及布置图24-26
• 3.2 “大消1号”与“大消2号”消防船关键结构26-32
• 3.2.1 船舶上层建筑窗框规范要求26-28
• 3.2.2 消防水炮基座相关参数介绍28-32
• 4 驾驶室窗框结构型式优化32-46
• 4.1 消防船驾驶室窗框简介32-33
• 4.2 “大消2号”原始模型工况校核33-35
• 4.3 对“窗框落地化方案”的可行性验证35-44
• 4.3.1 “大消2号”驾驶室窗框结构优化35-40
• 4.3.2 “大消1号”驾驶室窗框结构优化40-44
• 4.4 本章总结44-46
• 5 消防水炮基座结构型式优化46-60
• 5.1 消防水炮基座简介46-47
• 5.2 基座的锥度、高度和口径对结构的影响47-52
• 5.2.1 基座的高度对结构的影响47-49
• 5.2.2 基座的上口径对结构的影响49-50
• 5.2.3 基座的锥度对结构的影响50-52
• 5.3 对于圆台形基座结构的一般性讨论52-56
• 5.4 最佳锥度公式的可行性验证56-58
• 5.5 本章总结58-60
• 结论与展望60-62
• 参考文献62-64
• 附表164-65
• 附表265-66
• 附表366-67
• 附表467-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 魏兵;;大消1号大型消防船的设计探讨[J];船舶工程;2011年04期

2 余昭允;大型消防船消防装置的配备[J];船舶;1991年06期

3 清波;;巴西P-36平台爆炸翻沉事故[J];现代班组;2007年06期

4 刘刚;;浅谈消防船上建区域的建造[J];广船科技;2012年04期

5 蔡钿;梁天山;周国平;;16000kW深水工作船开发设计研究[J];船舶设计通讯;2013年S2期

6 黄重阳;林焰;于雁云;;基于响应面法的强力甲板结构优化设计[J];中国舰船研究;2012年03期

7 赵恒华,高兴军;ANSYS软件及其使用[J];制造业自动化;2004年05期

8 郑修麟;;金属疲劳裂纹起始寿命的估算[J];机械强度;1986年04期

9 叶友东;基于ANSYS的渐开线直齿圆柱齿轮有限元分析[J];煤矿机械;2004年06期

10 王进军,贾新玲,范迅;放顶煤液压支架的整架强度有限元分析[J];煤矿机械;2005年03期

，

本文编号：715017