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标准化玻璃钢示范渔船船体结构优化设计研究
| 论文题名： | 标准化玻璃钢示范渔船船体结构优化设计研究 |
| 关键词： | 玻璃钢渔船;船体结构;优化设计;有限元模型 |
| 摘要： | 当前，我国渔业装备相对落后，传统型渔船仍是渔业的主要生产工具，渔船老化现象严重，能耗普遍偏高，渔业节能减排的工作形势相当严峻。玻璃钢渔船是一种节能型船舶，它具有重量轻、成型简便、耐腐蚀、寿命长、经济性好等诸多优点。美国、日本和台湾等国家及地区目前已实现了渔船玻璃钢化，节能效果显著，而我国玻璃钢渔船的发展较缓慢，渔业装备水平长期处于落后状态。“十二五”期间，我国推行“渔业节能关键技术研究与重大装备开发”重大公益科研专项，目的是大力推进渔业节能减排工作，加速渔业装备的升级改造，而重点是搞好渔船的节能和环保工作。因此，渔船的玻璃钢化以及玻璃钢渔船的标准化成为我国渔业节能减排和渔业装备升级改造的主要推动力。 结构直接计算可以及时地对结构设计进行反馈，从而快速地实现结构的优化设计。目前，钢质船舶已经有详实的结构直接计算指南，而鉴于材料、船体结构、船型、载荷等方面的特殊性，玻璃钢渔船在该方面的研究还处于空白。 本文基于以上背景，开展标准化玻璃钢示范渔船船体结构优化设计研究工作，为玻璃钢渔船船体结构的直接计算及优化设计提供参考，以促进渔船的玻璃钢化。主要的方法和工作内容有以下4个方面: (1)研究了船用玻璃钢的特性和世界各国渔船玻璃钢化的情况，结果表明，渔船玻璃钢化和玻璃钢渔船的标准化是我国实现渔业节能减排和渔业装备升级改造的突破口。同时论述了进行玻璃钢渔船船体结构直接计算和优化设计研究的必要性和可行性。 (2)推导了玻璃钢材料弹性常数的相关计算公式，以保证玻璃钢结构直接计算的准确性。并有针对性地研究了芯材及截面尺寸变化对玻璃钢船体帽型骨材强度和刚度的影响。研究结果表明，骨材中芯材的力学作用相对整船结构可不计，这能使整船结构的计算结果偏安全，有利于简化玻璃钢渔船船体结构的建模;对于不同面板宽度的骨材，在一定范围内增大骨材腹板高度，骨材的强度均近似以抛物线方式增大，而刚度均出现先增大后减小的趋势，即骨材的不同面板宽度均对应有一定的腹板高度最优范围。 (3)在材料性能等效的基础上，论证了使用相同截面尺寸的梁单元来等效模拟玻璃钢帽型骨材的可行性，并提出了玻璃钢层合梁等效为各向同性梁的方法，为玻璃钢渔船等复合材料结构有限元模型的简化及合理建模提供了依据。 (4)建立了玻璃钢示范渔船全船结构有限元模型，进行了直接计算，并以整船结构重量最轻为目标，在船体构件的许用条件下，通过逐步调整船体构件尺寸，实现了玻璃钢渔船船体结构的优化。 |
| 作者： | 胡珍伍 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 林焰;于雁云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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