建屋三型游船船體鋼結(jié)構(gòu)有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、建屋Ⅲ型游船是蘇州建屋集團(tuán)投資興建的雙體船，航行于蘇州金雞湖湖區(qū)。建屋Ⅲ型游船船體鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式為橫骨架式結(jié)構(gòu)。建屋Ⅲ型在主甲板區(qū)域布置有一個(gè)18*10m的大廳，中間沒有支柱，因此需要對(duì)它進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元分析，驗(yàn)算強(qiáng)度是否滿足。另外金雞湖深為1.8m，而建屋Ⅲ型設(shè)計(jì)吃水為1.65m，為保證吃水不超過(guò)要求，本船對(duì)船體鋼結(jié)構(gòu)的重量控制要求很嚴(yán)，因此，需要在滿足強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析。 基于有限元理論的船舶強(qiáng)度直接計(jì)算法改變了

2、用傳統(tǒng)的梁理論來(lái)校核船體鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的方法。使用直接計(jì)算法，在合理建立船體鋼結(jié)構(gòu)有限元模型的基礎(chǔ)上，可以求出整船的應(yīng)力狀態(tài)。本文的有限元計(jì)算正是在以上前提下進(jìn)行的。 本論文的主要研究包括： 1. 本文利用MAXSURF軟件創(chuàng)建建屋Ⅲ型游船片體曲面，用Hyperworks軟件對(duì)建屋Ⅲ型游船船體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何建模和有限元分析，加快了建模速度，得到了較為滿意的結(jié)果。參考CCS的散貨船和雙舷側(cè)散貨船的直接計(jì)算指南，選取較為合理的約

3、束形式，對(duì)船體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整船的靜態(tài)三維有限元強(qiáng)度計(jì)算分析。計(jì)算出船體鋼結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力分布，并與相應(yīng)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)建屋Ⅲ型船體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與研究將對(duì)內(nèi)河游船大跨距結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有一定的參考和借鑒作用。 2. 基于有限元分析的結(jié)果，對(duì)建屋Ⅲ型游船船體鋼結(jié)構(gòu)的箱型框架U型梁進(jìn)行尺寸優(yōu)化和對(duì)U型橫梁進(jìn)行局部拓?fù)鋬?yōu)化；以結(jié)構(gòu)重量作為目標(biāo)函數(shù)，結(jié)構(gòu)應(yīng)力和位移作為主要的約束條件，選擇合適的設(shè)計(jì)變量；通過(guò)優(yōu)化，