论文题目: 舰船结构有限元参数化建模与优化研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 船舶与海洋结构物设计制造
作者: 曾文源
导师: 任慧龙
关键词: 直接设计,结构优化,有限元分析,参数化建模,节点优化
文献来源: 哈尔滨工程大学
发表年度: 2005
论文摘要: 船舶结构直接设计法是一个涉及多方面的系统工程,包括合理确定作用于船体的设计载荷,正确分析船舶结构的应力和变形,科学地制定相应的强度标准,三者相互联系,缺一不可。船体舯部结构是船体最重要的结构,因此,船体舯部结构的合理设计是船舶结构直接设计的重要课题。本文从舰艇结构直接设计法出发,采用参数化有限元建模方法,开发舰艇结构参数化建模程序模块,进行舰艇舯部结构优化设计。 结构直接计算法在民用船舶设计中已经取得许多成功经验,但在军用舰船中的应用还处于起步阶段,我国军船规范中还没有进行舰艇结构直接计算的指南。本文参考民船结构直接计算的方法,结合舰艇结构设计规范,研究舰船结构直接计算方法和解决方案。 参数化技术最早是CAD在实际应用中提出的课题,是该应用领域内的一个重要的、且正在蓬勃发展的研究课题。本文把参数化建模思想应用到舰艇结构有限元舱段建模中,开发出舰艇结构有限元参数化快速建模模块。相当厚度法在船体中剖面结构优化设计领域已得到了广泛应用,本文将其与参数化有限元结构强度分析结合起来,进行舰艇舯部结构优化设计。 此外,本文还针对船体节点结构疲劳强度问题中,节点的应力集中对其疲劳强度有很大影响的问题,通过对节点的形状进行优化,寻求最小的应力集中系数值。
论文目录:
第1章 绪论
1．1 任务来源和研究背景
1．2 结构直接计算法介绍
1．3 舰船结构优化设计的现状
1．4 结构参数化建模研究概况
1．5 论文完成的主要工作
第2章 有限元二次开发平台介绍
2．1 概述
2．2 开发平台ANSYS及 APDL介绍
2．2．1 ANSYS简介
2．2．2 ANSYS的参数化语言 APDL概述
2．2．3 ANSYS优化模块介绍
2．3 MSC．Patran/Nastran及 PCL介绍
2．3．1 MSC．Patran/Nastran简介
2．3．2 Patran二次开发语言 PCL介绍
2．3．3 MSC结构优化模块介绍
2．4 本章小结
第3章 舰船结构直接计算方案
3．1 概述
3．2 载荷计算
3．2．1 静水载荷
3．2．2 船舶波浪载荷计算
3．3 结构有限元模型
3．3．1 坐标规定
3．3．2 模型网格划分
3．4 边界条件
3．5 计算工况
3．6 强度标准
3．7 本章小结
第4章 舰艇结构有限元参数化建模
4．1 概述
4．2 参数定义模块
4．2．1 参数选择
4．2．2 参数定义
4．2．3 参数引用
4．3 参数化有限元计算模块实现
4．3．1 几何模型生成
4．3．2 网格参数化划分
4．3．3 属性定义
4．3．4 载荷及边界条件
4．3．5 递交分析及结果读取
4．3．6 后处理模块
4．5 建模实例
4．6 本章小结
第5章 舰艇舯部结构优化
5．1 概述
5．2．1 基本原理
5．2．2 实现过程
5．3 舰船舯部结构优化在 Patran上的实现
5．3．1 结构优化设计的层次
5．3．2 设计变量的简化
5．3．3 在 Patran中优化参数设定
5．3．4 优化方法
5．3．5 优化实现
5．4 计算实例
5．4．1 选用船型
5．4．2 优化结果分析
5．4．3 优化设计结论
5．5 本章小结
第6章 节点应力集中优化
6．1 概述
6．2 节点参数化建模
6．2．1 节点结构形式描述
6．2．2 参数定义
6．2．3 几何模型参数化生成
6．2．4 参数化网格划分的实现
6．2．5 参数化加载的实现
6．2．6 参数化提取结果的实现
6．3 节点应力集中系数的计算及优化
6．3．1 应力集中系数的概念
6．3．2 节点应力集中系数计算
6．4 基于APDL的节点形状优化
6．4．1 形状优化的概念
6．4．2 基于 APDL节点形状优化过程
6．4．3 优化设计计算的结果和结论
6．4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
发布时间: 2005-10-21
参考文献
- [1].破损舰船结构的可靠性分析[D]. 颜昌德.哈尔滨工程大学2008
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