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基于ANSYS的船体结构有限元计算在快艇上的应用研究
| 论文题名： | 基于ANSYS的船体结构有限元计算在快艇上的应用研究 |
| 关键词： | 船舶结构;ANSYS;有限元分析;结构强度;快艇;应力云图 |
| 摘要： | 有限元方法是一种求解连续介质力学问题的通用数值方法。它广泛应用于航空航天、船舶、土木水利、机械、石油、电子等工业领域。随着计算机在软、硬件上的快速发展，有限元分析无论是在理论，还是在计算技术方面都已取得巨大的进步，一些大型通用的有限元软件也相继投入实际应用，如ANSYS，MSC／NASTRAN，ABAQUS，ADINA，ALGOR等，它们已成为计算机辅助设计系统的重要组成部分。 从船舶工业领域来看，有限元技术已被广泛应用于结构设计、可靠性分析、以及船舶结构强度的评估等方面。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要求，有限元方法就成为这类船舶结构设计必不可少的工具。 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而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。但是，对高速快艇来源，为了减轻船体重量，提高航速，其上层建筑多采用铝质合金材料。在以往的快艇结果设计中，由于上层建筑不参与总纵强度计算以及上层建筑结构的多样性和复杂性给三维结构有限元建模带来的困难，很少采用有限元法对快艇上层建筑结构进行强度计算和稳定性分析，因而难以得出合理的上层建筑结构形式。合理地优化上层建筑结构形式能进一步减轻快艇重量，提高航速。为此，作者根据有限元软件在船舶结构设计计算中的有效性，开展了ANSYS软件在典型快艇上层建筑结构设计中的应用研究。完成了两项研究工作。一是应用有限元分析流程和建模准则，对典型的快艇上层建筑结构建立了三维结构有限元模型，并提出了与大型ANSYS软件相结合的船体结构强度和稳定性预报方法。二是应用ANSYS软件对典型快艇的铝质上层建筑结构进行了三维结构有限元建模和结构强度计算及稳定性分析。得出的应力云图和失稳曲线表明，本文的有限元计算是有效的，有工程实用价值。 |
| 作者： | 梁音 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 石仲堃 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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