三體船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及有限元分析.pdf

1、三體船作為一種新興船型，連接橋和兩個(gè)片體特殊結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，使得其載荷和結(jié)構(gòu)力學(xué)特性與其他常規(guī)船型相比有很大的差異，近年來對三體船的研究主要集中在水動力性能、模型試驗(yàn)和概念設(shè)計(jì)三個(gè)方面。由于缺少實(shí)船的設(shè)計(jì)建造經(jīng)驗(yàn)，對三體船的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核方面的研究較少，沒有形成切實(shí)可行的系統(tǒng)方法，而結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核又是新船型研發(fā)中的重要環(huán)節(jié)?；谌w船型蓬勃發(fā)展和國家建立節(jié)約型社會的大背景，本文以某型三體艦船為研究對象，在結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)和總布

2、置形式已經(jīng)確定的情況下，對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核方法進(jìn)行探討和研究，得到一套三體船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，為該艦完成最終的設(shè)計(jì)建造提供參考，其主要內(nèi)容如下：
　　 1、深入研究英國勞氏船級社的《三體船入級規(guī)范》和《軍船入級規(guī)范》中對設(shè)計(jì)載荷和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相關(guān)要求，結(jié)合設(shè)計(jì)資料載荷預(yù)報(bào)值和模型試驗(yàn)值，確定結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)所需的總體和局部設(shè)計(jì)載荷值及強(qiáng)度限定條件。
　　 2、基于分級優(yōu)化的思想對三體船中橫剖面進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，分別采用傳

3、統(tǒng)計(jì)算法和懲罰函數(shù)法確定一級優(yōu)化中相當(dāng)板厚沿剖面垂向的分布，并對兩種方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析。以滿足局部強(qiáng)度和穩(wěn)定性條件為標(biāo)準(zhǔn)，確定二級優(yōu)化中船體板架的板厚、骨材間距及型號。最后，給出本文的三體船結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
　　 3、建立優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的三維有限元模型，確定強(qiáng)度校核的典型計(jì)算工況、邊界條件及載荷模擬方法，對其進(jìn)行強(qiáng)度評估，得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力響應(yīng)和分布規(guī)律，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，根據(jù)直接計(jì)算結(jié)果修正優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并確定應(yīng)力集中