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57000DWT散货船分段吊装变形预测及控制
| 论文题名： | 57000DWT散货船分段吊装变形预测及控制 |
| 关键词： | 散货船;分段吊装技术;变形控制;有限元法;仿真分析;边界条件 |
| 摘要： | 现代船体建造工艺采用了分段和总段建造法，吊装是船体分段与总段进行船台总组的关键步骤，提高分段吊装技术对缩短船台周期、提高船体建造质量有着重要的意义。本文利用有限元仿真技术预测并控制某船厂57000DWT散货船船体分段吊装时的变形与应力，并优化分段吊装方案。 本文的主要研究内容包括： 1）研究载荷与边界条件对有限元计算结果的影响，计算分段吊装变形与应力。建立G901船体分段的有限元模型，根据龙门吊的性能和吊码设置的基本原则，初步制定吊装方案；通过采取三种不同边界条件施加方法进行比较，利用惯性释放的方法释放了吊码位移自由度、考虑了吊索水平分力，具有较高的精度；经计算分段围壁底部的变形率超过船厂规定范围，吊码连接处的围壁、强横梁和强纵桁应力水平达到100Mpa，须进一步计算该部位的强度。 2）吊码强度参数化校核与分段局部有限元计算。通过利用吊码轴孔承压面的节点力分布公式、VB和ANSYS的接口技术，实现该船厂各类型吊码不同工况下参数化校核的关键问题；应用子模型技术进一步计算吊码部位的变形与应力，解决了分段全局有限元模型网格粗大、局部计算精度不足的问题，并为该部位变形和应力的控制提供了依据。 3）优化吊码布置，控制吊装变形与应力。以结构最小应变能作为目标函数、吊装设备性能作为约束条件，实现了利用粒子群算法优化吊码的布置，在保证结果一致的前提下优化时间仅占枚举法的十分之一；建立二分法—粒子群算法的吊码最小数量优化模型，解决了吊码数量和位置综合优化的关键问题；G901分段吊装方案优化前后，结构整体应变能由1535J下降为1240J，吊码部位最大应力由173Mpa下降为157.5Mpa，围壁的最大变形由36mm缩小为9mm、最大变形率由18mm/m缩小为3mm/m。 4）编制了利用有限元仿真的方法制定分段吊装方案的流程，对后续船体分段的吊装具有实用和借鉴意义。 |
| 作者： | 朱兆一 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 林少芬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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