内部平面舱壁肘板结构优化设计

发布时间：2021-03-13 14:41

　　肘板是潜艇结构中常用的连接构件，使用肘板结构可以有效增加结构的连续性，降低连接处的应力集中。肘板的受力复杂、应力变化大，且由于连接处结构刚度变化大，导致应力在肘板角趾处集中，致使肘板角趾处容易损坏。因此对肘板进行强度性能分析和优化设计是很有意义的。本文针对内部平面舱壁和耐压壳体结构采用有限元软件ANSYS的参数化设计语言APDL编写了有限元参数化建模的命令流，为后续的优化设计工作奠定了基础。以内部平面舱壁肘板结构为研究对象，利用ANSYS拓扑优化设计模块，对矩形的肘板结构进行拓扑优化，设计得到了一种新型的外弧形肘板结构，采用有限元软件ANSYS对外弧形肘板结构进行受力分析，并与三角形和内弧形肘板进行对比，分析以上三种类型肘板结构在应力集中和结构重量等方面的优劣性。计算结果表明，曲边肘板的应力集中较三角形肘板有所降低，采用ANSYS拓扑优化的设计方法对于初步确定肘板结构形状具有一定的指导意义。选择应力集中较小的外弧形和内弧形肘板结构，以其结构尺寸为设计变量，应力为约束条件，结构重量为目标函数，建立肘板结构优化设计数学模型，并采用遗传算法求解。通过编程实现在遗传算法中调用ANSYS获得计算... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的来源、目的、意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 潜艇舱壁结构研究情况
        1.2.2 连接肘板的研究概况
    1.3 本文的主要内容
2 内部平面舱壁参数化建模与强度分析
    2.1 有限元法和参数化技术
    2.2 参数化建模
    2.3 强度计算
    2.4 本章小结
3 内部平面舱壁肘板结构拓扑优化设计
    3.1 ANSYS 拓扑优化概述
    3.2 内部平面舱壁肘板结构拓扑优化设计
    3.3 内部平面舱壁肘板结构多方案对比
    3.4 本章小结
4 内部平面舱壁肘板结构遗传优化设计
    4.1 MATLAB 遗传优化算法简介
    4.2 外弧形肘板结构遗传优化设计
    4.3 内弧形肘板结构遗传优化设计
    4.4 本章小结
5 全文总结与研究展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 未来工作的展望
致谢
参考文献
附录 1 攻读学位期间参与科研课题


【参考文献】：
期刊论文
[1]水下结构物舱壁振动控制的结构参数优化研究[J]. 刘监波,刘文玺,周其斗,吴崇健,徐志云.  中国舰船研究. 2010(06)
[2]船舶结构节点的承载力分析[J]. 王波,杨平.  船海工程. 2010(02)
[3]潜艇内部平面舱壁设计研究[J]. 黄镇熙,李铭,伍莉.  舰船科学技术. 2009(12)
[4]潜艇内部平台对舱壁支持作用的对比试验[J]. 吴梵,朱晓军,朱新阳,黄晓明.  海军工程大学学报. 2009(04)
[5]基于遗传算法的潜艇首端耐压平面舱壁构架分级优化研究[J]. 胡刚义,田旭军,杨宇华,闫国强.  舰船科学技术. 2009(07)
[6]基于神经网络与遗传算法的潜艇舱壁结构优化[J]. 程远胜,孙莹,闫国强,田旭军,万鹏.  中国造船. 2008(04)
[7]潜艇舱壁加强环结构形式研究[J]. 刘勇,蒋培林,张政.  舰船科学技术. 2008(03)
[8]平台支撑的潜艇内部平面舱壁极限强度的模型试验研究[J]. 吴梵,朱晓军,黄晓明,吕岩松.  船舶力学. 2007(05)
[9]潜艇端部舱壁结构分析[J]. 范名琦,王永军,刘鑫.  船舶力学. 2007(04)
[10]基于遗传算法的肘板结构型式优化[J]. 田旭军,闫国强,胡刚义.  中国舰船研究. 2007(02)



本文编号：3080404