新型大型双体起重船臂架结构优化设计研究

摘要

在过去几十年的海洋工程的不断发展中,海洋设备不断更新换代,海洋设备安装和拆解工程越来越多。对于大型海洋平台的拆卸工作,传统的起重船已经不能满足工作要求,新型大型双体起重船凭借其起重能力强,工作效率高的特点,得到了越来越广泛的应用。
　　起重船的起重能力主要取决于起重系统的设计,所以新型大型起重船高耸臂架结构的结构分析和优化设计是起重船设计的重要部分,即本文的研究主题。比较与传统起重船的起重结构的异同,确定本文所研究双体起重船重臂架的工作性质和工作特点。参考传统起重船起重结构优化设计的方法和NOBLE DENTON的指导性文件,对臂架结构进行强度和稳性分析,根据多目标优化设计相关理论建立臂架结构优化设计的数学模型。以臂架结构的杆件截面尺寸为设计变量,臂架所要满足的强度、刚度、稳定性以及几何构造要求作为状态变量,臂架结构的总重量为目标函数进行臂架结构的优化设计,并进行优化前后的模态分析。为今后此类新型大型起重船高耸臂架结构的设计和优化提供参考。
　　经过优化设计得到的双体船起重臂架结构各个杆件设计合理,满足强度、稳性要求,模态分析结果表明臂架结构不会与环境载荷发生共振,结构安全。本文的关于新型大型双体船优化设计达到了预期的设计目标。

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第一章 绪论

1.1课题的提出

1.2起重结构的发展现状

1.3本文主要工作

1.4本文研究创新点

第二章 臂架工作原理及特点

2.1工作原理

2.2结构特点

第三章 原始臂架结构强度校核

3.1有限元建模

3.2原始设计方案计算

3.3本章小结

第四章 优化设计数学模型

4.1优化模型

4.2几何约束

4.3变形约束

4.4强度约束

4.5稳性约束

第五章 臂架优化

5.1 ANSYS优化设计简介

5.2杆件尺寸优化

5.3臂架几何优化

5.4敏感性分析

5.5本章小结

第六章 臂架模态分析

6.1结构模态分析步骤

6.2臂架结构模态分析

6.3模态分析结果对比

6.4本章小结

第七章 结论与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢