玻璃钢渔船主要构件等效和骨架形式选型研究

发布时间：2020-04-06 17:58

【摘要】：玻璃钢材料渔船是一种节能减排的新型渔船,是对渔船工艺发展上的重大变革,但国内对玻璃钢渔船结构设计多沿用钢质渔船类似的方法,使玻璃钢渔船无法充分体现材料的轻质高强的特性。本文以一艘36.6 m玻璃钢渔船为例,基于有限元分析理论,应用Patran软件对玻璃钢渔船的帽型骨材、骨架结构形式选型进行了研究。拟设计出既能满足渔船结构强度和刚性要求,又能充分发挥玻璃钢材料的力学性能的玻璃钢渔船,具体完成的工作如下:(1)基于复合材料理论,推导了计算玻璃钢材料薄板结构强度所需的工程弹性常数。应用Patran软件对玻璃钢层合板的三点弯曲实验进行数值模拟,通过数值计算结果与实验结果的对比,验证了计算玻璃钢材料薄板结构强度所需工程弹性常数理论的准确性及可行性。(2)对玻璃钢材料渔船的典型结构进行分析,分别研究了芯材对帽型骨材力学性能的影响,和应用Patran软件中等截面尺寸的梁单元等效模拟帽型骨材的可行性,简化了全船有限元模型的建立过程,同时提高了计算效率。(3)在相等质量的条件下设计了横骨架式和纵骨架式两种玻璃钢渔船骨架结构形式的船体,并和传统混合骨架式船体一起进行全船有限元强度校核。研究表明,综合考虑三种骨架形式的力学性能和制造工艺的复杂程度,纵骨架式玻璃钢渔船具有更好的工程参考价值。(4)在满足玻璃钢渔船结构强度和刚性要求前提下,以全船重量为目标函数,应用遗传算法对具有工程参考价值的纵骨架式玻璃钢渔船进行船体结构优化,充分发挥玻璃钢材料的力学性能,达到船体质量最轻,为玻璃钢渔船的力学性能评价和设计提供研究基础。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S972.7

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