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通用船舶板架有限元参数化建模及优化设计
| 论文题名： | 通用船舶板架有限元参数化建模及优化设计 |
| 关键词： | 船舶板架;参数化建模;有限元;程序设计 |
| 摘要： | 传统的船体板架优化设计方法存在着目标板架形式较为固定,设计参数较为固定,设计规范和设计准则较为固定等特点。如板架形式发生改变,设计参数及取值空间发生改变或设计规范、设计准则和性能要求发生变化,则需对整个参数化建模方案乃至优化设计方案进行全盘修改。本文针对常见船舶板架的结构特点,提出了一种船舶通用板架参数化有限元建模及优化设计的方法,解决了传统板架参数化建模及优化方法中,目标板架结构形式单一和设计参数较为固定的问题。采用了基本建模单元集合进行有限元模型参数化表征的基本思路,并逐层包装为三层不同参数化表征方案,兼顾了设计目标的多样性及设计参数个数的最小化等要求。提出了通过添加、修改和引用自定义参数及其函数表达式实现设计变量的自定义、模型二次参数化表征的方法,很好满足了基于现有或将来设计准则的不同要求。本文采用Beam44梁单元在商用软件ANSYS中建立板架交叉梁系模型,提出了一套任意梁截面剖面要素计算的方案。与采用板壳模型建模计算相比,该方案在保证计算精度的前提下,简化了有限元模型,提高了有限元分析在优化设计阶段的效率。并通过面向对象的程序设计环境开发了相应的开放性程序设计系统,实现了对多种结构形式的船舶板架的有限元参数化建模。通过对船艏的甲板板架和一个舷侧板架进行参数化建模及一个优化设计实例,证明了该方法相对于传统方法的优越性及其工程实用性。 |
| 作者： | 柯逸思 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 程远胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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