船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析與優(yōu)化.pdf

1、本文對船舶結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化方法進(jìn)行研究.本文具體研究內(nèi)容可分為結(jié)構(gòu)初級分析和高級優(yōu)化兩個(gè)層次,優(yōu)化層次是建立在有限元分析的基礎(chǔ)上.初級分析層又可分為靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)仿真兩個(gè)分層次;優(yōu)化層次按照優(yōu)化方法不同,而分為ANSYS優(yōu)化和二次編程開發(fā)兩個(gè)分層次.本文研究的主要內(nèi)容和取得的主要結(jié)果:1)對組合式雙體打撈船整體船體和局部撐桿作靜態(tài)分析,保證結(jié)構(gòu)的安全性;對浮式平臺(tái)的超寬分段狀態(tài)、最大沉狀態(tài)和拖分段狀態(tài)下的整體船體,局部絞車房作靜態(tài)分析,并

2、根據(jù)分析結(jié)果提出結(jié)構(gòu)相應(yīng)的修改措施.2)仿真內(nèi)容是對船舶分段在浮式平臺(tái)上移運(yùn)過程中的實(shí)時(shí)計(jì)算方法進(jìn)行了研究.建立了浮式平臺(tái)結(jié)構(gòu)三維有限元模型,由力和力矩平衡方程計(jì)算得到移運(yùn)氣囊支反力,使用Powell直接搜索法結(jié)合懲罰函數(shù)法優(yōu)化實(shí)現(xiàn)對壓載水艙實(shí)時(shí)配載計(jì)算,以APDL命令流的形式構(gòu)造整個(gè)工作過程框架并將其分為31個(gè)載荷步加載,通過計(jì)算可以得到整個(gè)模型在任一載荷步下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形,以及任意部位的應(yīng)力和位移隨時(shí)間變化的結(jié)果.3)以船舶上的局

3、部結(jié)構(gòu)為研究對象,使用有限元軟件ANSYS的零階和一階優(yōu)化方法求解,并對此作了靈敏度分析;并以VFOR程序?yàn)榭蚣?調(diào)用軟件的計(jì)算功能與通用的優(yōu)化算法模塊相結(jié)合,方法也是可行的.對一些難以用數(shù)學(xué)模型描述的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題,可以使用有限元優(yōu)化方法進(jìn)行解決.4)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化內(nèi)容是吸收了"基結(jié)構(gòu)法"和"均勻化法"的思想,提出了"通過力傳遞的路徑來構(gòu)造拓?fù)?和"逐次去劣、兩極分化"的拓?fù)鋬?yōu)化新思路和方法,對有限元軟件ANSYS的拓?fù)鋬?yōu)化功能作了二次開