玻璃钢游艇结构与强度设计校核及优化系统开发研究

摘要

玻璃钢复合材料建造的游艇具有较轻的质量以及良好的性能。目前，对于玻璃钢游艇的结构设计，主要是参考各国船级社颁布的游艇入级与建造规范，其计算过程复杂，计算量较为庞大，结构设计将会花费大量的时间和精力。同时，玻璃钢游艇的材料成本较高，使得游艇建造的总成本上升。
　　为了解决上述问题，本文依据中国船级社发布的《游艇入级与建造规范》(2012)以及规范设计法的基本原则和结构优化设计的方法，建立了玻璃钢游艇结构与强度设计校核及优化系统。该系统主要由8个模块组成，分别为参数输入模块、型材数据库模块、载荷计算模块、结构尺寸计算模块、强度计算与校核模块、稳定性校核模块、结构优化设计模块以及数据后处理模块。
　　实现系统各模块的功能，以Visual Basic和Access数据库为平台开发出了玻璃钢游艇结构与强度设计校核及优化系统。本文在以下四个方面进行了研究：
　　(1)研究玻璃钢游艇板材的铺层设计，建立玻璃钢游艇型材数据库。
　　(2)开发玻璃钢游艇结构与强度设计及校核系统。
　　(3)建立玻璃钢游艇型材剖面优化、艇体横剖面优化以及板架优化的数学模型，研究和设计遗传算法的程序，开发玻璃钢游艇结构优化系统。
　　(4)实现系统对数据后处理的功能。
　　本文所建立的系统能够完成玻璃钢游艇型材剖面模数的计算、船体梁设计载荷以及局部载荷的计算、板材和型材以及支柱的尺寸计算、船体梁正应力以及剪切应力的计算和校核、板架结构强度的计算和校核、构件临界载荷的计算以及稳定性校核、型材剖面优化、艇体横剖面优化以及板架优化。该系统将计算的结果保存至word、excel以及access文档中，方便对数据进行分析和编辑。系统的界面简洁、功能完善，能够实现玻璃钢游艇结构设计校核以及优化的功能，提高游艇的设计效率和质量，具有较高的实用价值。

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第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 选题的理论意义和实用价值

1.3 国内外研究现状及发展趋势

1.4 系统开发研究的总体思路

1.5 本文所研究的内容

第2章 玻璃钢游艇的材料、板材以及型材

2.1 引言

2.2 玻璃钢材料

2.3 玻璃钢游艇的板材

2.4 玻璃钢游艇的型材

2.5 本章小结

第3章 玻璃钢游艇的载荷计算

3.1 引言

3.2 船体梁设计载荷的计算

3.3 艇体局部设计载荷的计算

3.4 计算实例

3.5 本章小结

第4章 玻璃钢游艇的结构尺寸计算以及强度计算与校核

4.1 引言

4.2 板材尺寸计算

4.3 骨材尺寸计算

4.4 支柱尺寸的计算

4.5 结构强度计算与校核

4.6 实例分析

4.7 本章小结

第5章 玻璃钢游艇结构稳定性校核

5.1 引言

5.2 板材的稳定性校核

5.3 型材的稳定性校核

5.4 支柱的稳定性校核

5.5 本章小结

第6章 玻璃钢游艇结构优化

6.1 引言

6.2 结构优化设计的概述

6.3 系统实现遗传算法的方法

6.4 型材剖面优化

6.5 横剖面优化

6.6 板架优化

6.7 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文以及取得的科研成果

致谢