军船结构强度分析与优化设计
发布时间：2021-05-18 10:52
目前对于军船的结构强度分析主要有两种方法:规范计算法和直接计算法。规范计算是军船设计中必不可少的一部分,但军船并没有类似船级社等相应的机构为其提供规范计算软件。相比于民船,军船的直接计算还不是很成熟,国内还没有相应的明确规范来指导军船的直接计算。在结构强度满足的前提下,如何减少主船体的重量,即结构优化设计问题,是研究工作者重点关注的问题。本文对军船结构强度评估和优化设计方面进行了研究,主要研究内容如下:1.介绍了《国军标》结构强度分析流程,并在此基础上,研究基于规范计算的船体中剖面结构优化设计的数学模型;2.参照民船规范中直接计算的要求,提出一种适用于军船的直接计算的流程方法,并在此基础上,研究基于全船有限元模型的结构优化设计的数学模型;3.使用MSC.Patran PCL二次开发语言,自主开发军船总纵强度评估系统;借助Isight优化软件,集成军船总纵强度评估系统,提出一种基于规范计算的船体中剖面结构优化设计的软件实现方法;针对直接计算,借助Isight优化软件,集成有限元软件MSC.Patran/Nastran,提出一种基于全船有限元模型的结构优化设计的软件实现方法;4.选取一艘样...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 军船结构强度评估方法和现状
1.2.2 结构优化设计和相应的优化算法发展现状
1.2.3 船舶结构优化设计的特点及研究现状
1.3 本文的研究内容
第2章 规范计算强度分析与优化设计
2.1 概述
2.2 军船结构强度规范计算方法
2.2.1 船舶结构强度概述
2.2.2 《国军标》结构强度规范计算法
2.3 基于规范计算的船体中剖面优化设计
2.3.1 优化数学模型
2.3.2 设计变量
2.3.3 约束条件
2.3.4 目标函数
2.4 本章小结
第3章 直接计算强度校核与优化设计
3.1 概述
3.2 军船直接计算强度校核
3.2.1 有限元模型范围
3.2.2 单元类型
3.2.3 载荷计算
3.2.4 边界条件
3.2.5 强度校核衡准
3.3 基于军船直接计算的结构优化设计
3.3.1 优化数学模型
3.3.2 设计变量
3.3.3 约束条件
3.3.4 目标函数
3.4 本章小结
第4章 总纵强度计算评估系统与结构优化设计软件实现
4.1 概述
4.2 基于PCL二次开发语言的军船总纵强度评估系统
4.2.1 PCL语言概述和函数编译
4.2.2 用户界面二次开发
4.2.3 核心响应函数的编译
4.2.4 军船总纵强度评估系统
4.3 Isight集成军船总纵强度评估系统中剖面优化方法
4.3.1 优化方法总流程
4.3.2 设计变量定义
4.3.3 约束条件定义
4.3.4 目标函数定义
4.3.5 优化算法定义
4.4 Isight集成MSC.Patran/Nastran舱段结构优化方法
4.4.1 优化方法总流程
4.4.2 设计变量定义
4.4.3 约束条件定义
4.4.4 目标函数定义
4.4.5 优化算法定义
4.5 本章小结
第5章 样本船结构强度分析与优化设计
5.1 概述
5.2 样本船结构强度规范计算
5.2.1 样本船主要参数及校核位置
5.2.2 结构强度计算结果
5.3 样本船典型横剖面优化设计
5.3.1 结构优化设计模型
5.3.2 结构优化设计计算结果
5.4 样本船直接计算
5.4.1 模型信息
5.4.2 计算工况与载荷
5.4.3 边界条件
5.4.4 直接计算结果
5.5 样本船舱段结构优化设计
5.5.1 目标舱段结构
5.5.2 结构优化设计模型
5.5.3 目标舱段结构优化设计计算结果
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和参与的项目工作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]HCSR:犹抱琵琶半遮面[J]. 徐华. 中国船检. 2012(03)
[2]基于有限元法的小水线面双体船结构优化[J]. 李仲伟,吴有生,崔维成. 船舶力学. 2005(02)
[3]基于iSIGHT的油船槽形横舱壁优化设计[J]. 马静敏,沈友徽,李华. 船海工程. 2005(01)
[4]基于并行组合模拟退火的全局优化算法[J]. 孙小平,张双虎. 西安理工大学学报. 2004(04)
[5]整数规划的一类填充函数算法[J]. 朱文兴. 应用数学学报. 2000(04)
[6]大型油船结构尺寸直接计算法研究[J]. 王绍鸿. 船舶工程. 1997(03)
[7]使用遗传算法的油船舱壁结构优化设计[J]. 王绍鸿,秦昌威. 中国造船. 1996(01)
[8]船舶结构直接法设计系统DDSSS-Ⅰ[J]. 张圣坤,桑国光,王兴飞,李军毅,王佩. 中国造船. 1990(04)
[9]论船舶结构的形状优化[J]. 徐昌文,俞铭华. 中国造船. 1989(03)
[10]具有动、静力约束的油船中剖面模糊化设计[J]. 徐昌文,肖熙. 中国造船. 1989(02)
博士论文
[1]智能优化算法适用性研究及其在船舶工程中的应用[D]. 唐正茂.华中科技大学 2013
[2]船舶运动与波浪载荷计算的非线性方法研究[D]. 秦洪德.哈尔滨工程大学 2003
硕士论文
[1]基于响应面法的船舶结构轻量化研究[D]. 赵培龙.济南大学 2014
[2]HCSR和CSR规范结构强度评估方法比较研究[D]. 周广喜.哈尔滨工程大学 2013
[3]基于应力全局化的框架结构拓扑优化研究及软件二次开发[D]. 李俊杰.北京工业大学 2012
[4]12000DWT钻井船中横剖面结构设计[D]. 盛国强.大连理工大学 2012
[5]82000DWT散货船的结构设计优化[D]. 吴双.哈尔滨工程大学 2012
[6]三体船结构优化设计及有限元分析[D]. 张超.哈尔滨工程大学 2012
[7]基于有限元法的自航甲板驳船结构强度研究[D]. 王靖.武汉理工大学 2011
[8]基于共同规范的油船结构强度直接计算研究[D]. 张华.武汉理工大学 2010
[9]船长接近150m的双壳油船货舱区结构CCS规范设计与CSR强度评估[D]. 徐建.上海交通大学 2009
[10]工程船结构强度直接计算及优化研究[D]. 任思杨.武汉理工大学 2008
本文编号：3193666
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 军船结构强度评估方法和现状
1.2.2 结构优化设计和相应的优化算法发展现状
1.2.3 船舶结构优化设计的特点及研究现状
1.3 本文的研究内容
第2章 规范计算强度分析与优化设计
2.1 概述
2.2 军船结构强度规范计算方法
2.2.1 船舶结构强度概述
2.2.2 《国军标》结构强度规范计算法
2.3 基于规范计算的船体中剖面优化设计
2.3.1 优化数学模型
2.3.2 设计变量
2.3.3 约束条件
2.3.4 目标函数
2.4 本章小结
第3章 直接计算强度校核与优化设计
3.1 概述
3.2 军船直接计算强度校核
3.2.1 有限元模型范围
3.2.2 单元类型
3.2.3 载荷计算
3.2.4 边界条件
3.2.5 强度校核衡准
3.3 基于军船直接计算的结构优化设计
3.3.1 优化数学模型
3.3.2 设计变量
3.3.3 约束条件
3.3.4 目标函数
3.4 本章小结
第4章 总纵强度计算评估系统与结构优化设计软件实现
4.1 概述
4.2 基于PCL二次开发语言的军船总纵强度评估系统
4.2.1 PCL语言概述和函数编译
4.2.2 用户界面二次开发
4.2.3 核心响应函数的编译
4.2.4 军船总纵强度评估系统
4.3 Isight集成军船总纵强度评估系统中剖面优化方法
4.3.1 优化方法总流程
4.3.2 设计变量定义
4.3.3 约束条件定义
4.3.4 目标函数定义
4.3.5 优化算法定义
4.4 Isight集成MSC.Patran/Nastran舱段结构优化方法
4.4.1 优化方法总流程
4.4.2 设计变量定义
4.4.3 约束条件定义
4.4.4 目标函数定义
4.4.5 优化算法定义
4.5 本章小结
第5章 样本船结构强度分析与优化设计
5.1 概述
5.2 样本船结构强度规范计算
5.2.1 样本船主要参数及校核位置
5.2.2 结构强度计算结果
5.3 样本船典型横剖面优化设计
5.3.1 结构优化设计模型
5.3.2 结构优化设计计算结果
5.4 样本船直接计算
5.4.1 模型信息
5.4.2 计算工况与载荷
5.4.3 边界条件
5.4.4 直接计算结果
5.5 样本船舱段结构优化设计
5.5.1 目标舱段结构
5.5.2 结构优化设计模型
5.5.3 目标舱段结构优化设计计算结果
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和参与的项目工作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]HCSR:犹抱琵琶半遮面[J]. 徐华. 中国船检. 2012(03)
[2]基于有限元法的小水线面双体船结构优化[J]. 李仲伟,吴有生,崔维成. 船舶力学. 2005(02)
[3]基于iSIGHT的油船槽形横舱壁优化设计[J]. 马静敏,沈友徽,李华. 船海工程. 2005(01)
[4]基于并行组合模拟退火的全局优化算法[J]. 孙小平,张双虎. 西安理工大学学报. 2004(04)
[5]整数规划的一类填充函数算法[J]. 朱文兴. 应用数学学报. 2000(04)
[6]大型油船结构尺寸直接计算法研究[J]. 王绍鸿. 船舶工程. 1997(03)
[7]使用遗传算法的油船舱壁结构优化设计[J]. 王绍鸿,秦昌威. 中国造船. 1996(01)
[8]船舶结构直接法设计系统DDSSS-Ⅰ[J]. 张圣坤,桑国光,王兴飞,李军毅,王佩. 中国造船. 1990(04)
[9]论船舶结构的形状优化[J]. 徐昌文,俞铭华. 中国造船. 1989(03)
[10]具有动、静力约束的油船中剖面模糊化设计[J]. 徐昌文,肖熙. 中国造船. 1989(02)
博士论文
[1]智能优化算法适用性研究及其在船舶工程中的应用[D]. 唐正茂.华中科技大学 2013
[2]船舶运动与波浪载荷计算的非线性方法研究[D]. 秦洪德.哈尔滨工程大学 2003
硕士论文
[1]基于响应面法的船舶结构轻量化研究[D]. 赵培龙.济南大学 2014
[2]HCSR和CSR规范结构强度评估方法比较研究[D]. 周广喜.哈尔滨工程大学 2013
[3]基于应力全局化的框架结构拓扑优化研究及软件二次开发[D]. 李俊杰.北京工业大学 2012
[4]12000DWT钻井船中横剖面结构设计[D]. 盛国强.大连理工大学 2012
[5]82000DWT散货船的结构设计优化[D]. 吴双.哈尔滨工程大学 2012
[6]三体船结构优化设计及有限元分析[D]. 张超.哈尔滨工程大学 2012
[7]基于有限元法的自航甲板驳船结构强度研究[D]. 王靖.武汉理工大学 2011
[8]基于共同规范的油船结构强度直接计算研究[D]. 张华.武汉理工大学 2010
[9]船长接近150m的双壳油船货舱区结构CCS规范设计与CSR强度评估[D]. 徐建.上海交通大学 2009
[10]工程船结构强度直接计算及优化研究[D]. 任思杨.武汉理工大学 2008
本文编号：3193666
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3193666.html
