大型小水线面双体船全船强度计算及横剖面优化方法研究

摘要

小水线面双体船的发展起于20世纪70年代，其目的主要是为了改善船舶耐波性。随着工程界对小水线面双体船各种优异性能的认可，小水线面双体船有朝向大型化发展的趋势，因此也对其结构设计的水平提出了更高的要求。所以，有必要针对大型小水线面双体船的结构优化开展相关研究工作。
　　本文依据CCS《小水线面双体船指南》，利用Patran/Nastran研究了小水线面双体船在不同工况下的应力水平，筛选出主要控制工况。此外，本文也研究了小水线面双体船容易出现高应力的区域，并分析高应力出现的原因及解决办法。根据筛选出容易出现高应力的区域，本文提出了针对大型小水线面双体船的舷台强框架结构的新型设计方式，该方法结合了变密度法的拓扑优化，能有效的提高结构刚度和降低应力水平。最后，在初始设计的基础上，针对大型小水线面双体船的主要结构进行了敏感性分析，并在此基础上进行了尺寸优化。保证在符合规范衡准的前提下，有效地降低结构的总重量。
　　本文提出了一套针对大型小水线面双体船完整的结构优化流程，包括控制工况的筛选，主要结构的拓扑优化及尺寸优化，可以为类似船舶的设计提供一定的参考。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 小水线面双体船综述

1.3 船舶结构优化研究现状

1.4 本文主要工作

第二章 工程结构优化理论

2.1 代理模型

2.2 传统优化理论

2.3 现代优化算法

2.4 工程结构优化的分类与方法

2.5 小结

第三章 典型小水线面双体船结构强度计算

3.1概述

3.2计算模型

3.3 规范载荷计算

3.4 计算结果汇总

3.5 小结

第四章 舷台强框架拓扑优化

4.1舷台强框架拓扑优化概述

4.2舷台强框架拓扑优化

4.3拓扑优化计算结果分析

4.4 小结

第五章 主要结构尺寸优化

5.1 计算模型

5.2 优化设计模型

5.3 优化求解方法

5.4优化结果及分析

5.5 小结

第六章 总结与展望

6.1 本文研究工作总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文