基于ANSYS玻璃钢快艇结构参数化有限元分析模块的研究

摘要

目前，玻璃钢快艇的速度越来越快，对玻璃快艇的结构要求越来越高，为了减轻艇体的重量和优化艇体结构，设计师设计出大量的新型快艇，而现有关于玻璃钢快艇的结构强度设计计算方法（或规范）总是滞后于实船设计的要求，因而也落后于市场的需求，使得工程师常常处于结构设计的尴尬境地。有限元分析方法是现行较为通用的船舶结构强度分析计算方法，因此有限元方法是玻璃钢快艇结构分析的较佳选择。在使用有限元软件对船舶进行结构设计分析时，对使用者的软件专业知识要求较高，而且工程师需要花费大量的时间在有限元模型的建立和修改上。在建模过程中前处理过程繁琐、复杂、容易出错，因此需要寻找一种高效便捷的解决方法。本文将参数化的思想引入有限元分析过程中，以参数的形式建立调整分析模型。 本文首先针对玻璃钢材料的结构特点进行初步研究，采用经典层合理论分析了玻璃钢层合板的应力-应变关系，并采用Reissner理论分析了玻璃钢夹芯结构的应力-应变关系。根据玻璃钢材料的特点选取了ANSYS中特有层合单元来模拟玻璃钢的层合和夹层结构，并将ANSYS层合单元的计算结果与已有试验进行对比分析。 其次，针对玻璃钢快艇的结构，本文基于ANSYS平台开发了玻璃钢快艇的结构强度参数化有限元分析软件。运用ANSYS及其参数化设计语言APDL编写有限元分析模块，并借助开发工具VB.NET完成该系统与ANSYS之间的数据交互，并实现了对ANSYS的封装。从而使对玻璃钢快艇结构的分析变的高效、便捷，具有较好的工程实用价值。 最后，以64'玻璃钢快艇实艇为算例，对开孔舱段、未开孔舱段、艇底板架和舷侧板架进行计算分析。分析结果与实艇实际情况符合性较好，说明该系统可靠具有很好的工程应用前景。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

第2章 参数化技术及系统开发模块

第3章 复合材料层合板的宏观力学性能

第4章 玻璃钢快艇结构及载荷

第5章 参数化分析程序

第6章 工程算例

总结与展望

参考文献

致 谢