船體結構強度有限元分析與優(yōu)化.pdf

1、本文對船舶結構分析及優(yōu)化方法進行研究.本文具體研究內容可分為結構初級分析和高級優(yōu)化兩個層次,優(yōu)化層次是建立在有限元分析的基礎上.初級分析層又可分為靜態(tài)分析和動態(tài)仿真兩個分層次;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)兩個分層次.本文研究的主要內容和取得的主要結果: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,保證結構的安全性;對浮式平臺的超寬分段狀態(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)分析結果提出結構相應的修改措施.2)仿真內容是對船舶分段在浮式平臺上移運過程中的實時計算方法進行了研究.建立了浮式平臺結構三維有限元模型,由力和力矩平衡方程計算得到移運氣囊支反力,使用Powell直接搜索法結合懲罰函數(shù)法優(yōu)化實現(xiàn)對壓載水艙實時配載計算,以APDL命令流的形式構造整個工作過程框架并將其分為31個載荷步加載,通過計算可以得到整個模型在任一載荷步下結構的應力和變形,以及任意部位的應力和位移隨時間變化的結果.3)以船舶上的局

3、部結構為研究對象,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程序為框架,調用軟件的計算功能與通用的優(yōu)化算法模塊相結合,方法也是可行的.對一些難以用數(shù)學模型描述的結構優(yōu)化問題,可以使用有限元優(yōu)化方法進行解決.4)結構拓撲優(yōu)化內容是吸收了"基結構法"和"均勻化法"的思想,提出了"通過力傳遞的路徑來構造拓撲"和"逐次去劣、兩極分化"的拓撲優(yōu)化新思路和方法,對有限元軟件ANSYS的拓撲優(yōu)化功能作了二次開