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原文传递基于ANSYS的滑行艇整艇参数化有限元分析通用程序的研究

论文题名：	基于ANSYS的滑行艇整艇参数化有限元分析通用程序的研究
关键词：	滑行艇;有限元分析;船舶结构;参数化;优化设计
摘要：	有限元在船舶结构中的应用，使船舶结构分析上升到了一个新水平。利用有限元法可以相当准确并迅速的计算出船体的某种响应特性，解决了许多过去无法解决的问题。船体结构的有限元计算已经扩展到三维舱段立体结构计算或整艘船舶全部结构的有限元计算，船体各细部可以真实的反映在计算中，使结构应力计算达到相当的精确和详细程度。对于一些技术密集型船舶、高性能船舶、特种新型船舶，传统的船舶设计规范很难满足其设计需要，有限元方法就成为这类船舶结构设计必不可少的工具。采用通用有限元软件进行船舶结构分析，已经取得了很好的效果。但仍存在着很多问题，例如有限元建模的参数化程度不高，生成的模型不便于修改；很难进行优化设计等等。其对于同类型的船舶，结构形式相似，仅仅是结构构件几何尺寸上的区别，如果采用常规的计算分析方式，则每一条船都需要重新建模，这样重复的工作量将非常庞大。鉴于以上情况，作者提出船舶有限元分析模板化的解决方案。该模板的主要原理是先运用ANSYS二次开发语言APDL实现船舶结构的参数化有限元建模计算，然后利用可视化编程语言VC＋＋提供的界面接口对各参数和ANSYS进行集成，封装，形成通用的有限元计算分析程序。这样就可以使复杂的问题简单化，节约大量的工作时间，并且可以获得很好的精度；也能进一步进行优化设计。本文的研究方法如下： 1.针对船舶结构设计和强度校核中有限元计算的快速性和便捷性要求，将参数化有限元的思想引入船舶结构计算中，通过控制参数（几何参数，材料属性参数，实常数参数，载荷边界参数，网格控制参数，求解参数）控制生成有限元模型，并且求解。生成整个的计算核心：APDL程序模块。说明：船体实体模型生成，网格划分，边界条件都依照相关规范以及技术标准和稳定条件。 2.利用VC++设计友好的参数输入界面，根据用户输入的数值修改APDL程序模块参数. 3.利用Windows的进程通信机制，建立基于消息的控制中心，实现与ANSYS的数据传递。包括启动ANSYS执行提交的计算模块，以及后处理阶段根据需要对ANSYS结果文件的提取等。以求达到建模、计算、后处理分析的全程参数化控制。 4．利用开发的参数化计算程序对一类钢质滑行艇进行实例计算。将结果与《滑行艇艇体结构设计计算规则》中程序计算结果进行对比，检验其可行性。本文从工程实际应用的角度出发，以通用有限元分析软件为平台，运用参数化分析方式开发了针对滑行艇的有限元计算通用程序。该程序可以实现自动建模，自动加载，自动输出计算结果的功能。通过实际模型计算验证了该程序的可靠性，并且具有一定的工程实用价值。本文主要描述了程序编写的过程中，从中反映了编写参数化通用有限元的思想和方法。
作者：	刘江波
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	周玉龙
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏科技大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文