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原文传递油船结构轻量化设计研究

论文题名：	油船结构轻量化设计研究
关键词：	油船结构;轻量化设计;有限元模型;多岛遗传算法
摘要：	2006年4月，国际船级社协会（IACS）颁布了共同结构规范（CSR），以统一各船级社对船舶结构规范的差异和安全标准。CSR分为双壳油船共同结构规范和散货船共同结构规范。由于两本规范由不同的船级社成员编订，所以技术路线、技术背景和许多共性方面都存在差异。为了协调统一两本规范存在的差异，IACS编订了油船和散货船协调共同结构规范（HCSR），并根据IMO目标型船舶建造标准（GBS）的要求，对一些条款进行了补充和提高，内容更加全面。HCSR规范的实施，导致一个直接的现象就是船舶结构重量将有所增加。针对这一问题，本文以一艘满足 CSR载重量308,000吨的大型油船为例，以HCSR为基础，对其进行轻量化设计研究，研究的主要内容包括：　　（1）根据HCSR的直接计算准则，对大型油船舱段模型进行有限元直接计算，分别校核屈服、屈曲强度，通过计算结果分析HCSR对油船结构重量的影响；　　（2）基于HCSR规范计算法，建立中剖面结构优化设计的数学模型，以中剖面截面积最小为目标，使其满足规范设计中船体梁强度、船体局部尺度和细长比要求等条件，分别采用多岛遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法对船舶中剖面的纵向结构进行优化设计；　　（3）基于HCSR直接计算法，对舱段结构进行优化设计，采用MSC.Patran建立三舱段有限元模型，运用通用优化软件Isight集成MSC.Patran/Nastran，建立舱段整体优化的数学模型，以中间舱结构重量最轻为目标，使其满足直接计算中屈服强度、屈曲强度的要求，采用多岛遗传算法对船体结构进行优化设计；　　（4）探索性研究了应力均匀化对船舶重量的影响，但未得出具体的对应关系，需在后续工作中继续研究。
作者：	张博识
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	冯国庆
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文