油船結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計研究.pdf

1、2006年4月，國際船級社協(xié)會（IACS）頒布了共同結(jié)構(gòu)規(guī)范（CSR），以統(tǒng)一各船級社對船舶結(jié)構(gòu)規(guī)范的差異和安全標(biāo)準(zhǔn)。CSR分為雙殼油船共同結(jié)構(gòu)規(guī)范和散貨船共同結(jié)構(gòu)規(guī)范。由于兩本規(guī)范由不同的船級社成員編訂，所以技術(shù)路線、技術(shù)背景和許多共性方面都存在差異。為了協(xié)調(diào)統(tǒng)一兩本規(guī)范存在的差異，IACS編訂了油船和散貨船協(xié)調(diào)共同結(jié)構(gòu)規(guī)范（HCSR），并根據(jù)IMO目標(biāo)型船舶建造標(biāo)準(zhǔn)（GBS）的要求，對一些條款進(jìn)行了補(bǔ)充和提高，內(nèi)容更加全面。HCSR

2、規(guī)范的實施，導(dǎo)致一個直接的現(xiàn)象就是船舶結(jié)構(gòu)重量將有所增加。針對這一問題，本文以一艘滿足 CSR載重量308,000噸的大型油船為例，以HCSR為基礎(chǔ)，對其進(jìn)行輕量化設(shè)計研究，研究的主要內(nèi)容包括：
　?。?）根據(jù)HCSR的直接計算準(zhǔn)則，對大型油船艙段模型進(jìn)行有限元直接計算，分別校核屈服、屈曲強(qiáng)度，通過計算結(jié)果分析HCSR對油船結(jié)構(gòu)重量的影響；
　?。?）基于HCSR規(guī)范計算法，建立中剖面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，以中剖面截面積最

3、小為目標(biāo)，使其滿足規(guī)范設(shè)計中船體梁強(qiáng)度、船體局部尺度和細(xì)長比要求等條件，分別采用多島遺傳算法、模擬退火算法、粒子群算法對船舶中剖面的縱向結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計；
　　（3）基于HCSR直接計算法，對艙段結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，采用MSC.Patran建立三艙段有限元模型，運(yùn)用通用優(yōu)化軟件Isight集成MSC.Patran/Nastran，建立艙段整體優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，以中間艙結(jié)構(gòu)重量最輕為目標(biāo)，使其滿足直接計算中屈服強(qiáng)度、屈曲強(qiáng)度的要求，采用