基于PCL的船舶结构有限元前后处理程序开发

摘要

为减少有限元分析计算中几何建模、网格划分及结构后处理的繁琐工作量，本文采用PCL语言，针对单弦侧散货船结构形式相似的特点，运用参数化有限元建模技术，开发了单弦侧散货船辅助建模系统，基本实现了单弦侧散货船自动建模。
　　为了进行大型船舶的舱口角隅处结构疲劳校核，提高该区域有限元模型建模效率，本文开发了椭圆形舱口角隅自动划分系统，并应用该系统对多个不同尺寸的椭圆形角隅进行了热点应力分析，得出了椭圆形舱口角隅的尺寸与板厚对疲劳寿命的影响规律。
　　本文还开发了板格局部永久变形损伤建模程序，并结合中国船级社开发的DSA工具进行了一艘30.8万吨油船的冗余度计算。
　　最后，为补充Patran软件中的后置处理功能在同时生成多个应力最值方面的不足，本文成功开发了提取结果系统，能一次性输出船体结构各个工况、各个应力方向的所有应力最值，大大提高了工程工作人员在数据处理方面的效率。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的背景

1．2 课题的意义

1．3 PCL二次开发的国内外研究现状

1．3．1 PCL用于开发用户界面

1．3．2 PCL用于结构优化

1．3．3 PCL用于参数化建模

1．3．4 PCL用于导入数据

1．4 本文的主要研究内容

第二章 PCL语言简介

2．1 PCL语言简述

2．2 PCL基础知识

2．3 PCL函数库

2．4 PCL基本语法

第三章 单舷侧散货船辅助建模系统开发

3．1 概述

3．2 单舷侧散货船辅助建模系统开发

3．2．1 创建散货船主菜单

3．2．2 水平向外底板与内底板纵桁的建模

3．2．3 斜向外底板与底边舱斜板的建模

3．2．4 舷侧板与顶边舱的建模

3．2．5 舱口围与甲板的建模

3．2．6 底凳与横舱壁的建模

3．3 船体建模实例

3．3．1 手动创建有限元模型简介

3．3．2 运用自编程序创建有限元模型

3．3．3 有限元实例计算

3．4 本章小结

第四章 椭圆形舱口角隅网格自动划分系统开发

4．1 概述

4．2 角隅的制作与网格划分方法

4．3 角隅网格自动划分系统主程序

4．4 不同尺寸板厚角隅疲劳分析

4．4．1 椭圆形舱口角隅的相关规定

4．4．2 角隅疲劳分析数据统计

4．4．3 椭圆形角隅热点应力规律分析

4．5 本章小结

第五章 结构冗余度计算的损伤插件开发

5．1 概述

5．1．1 板格永久变形模式

5．1．2 加强筋腹板破裂模式

5．2 板格永久变形损伤的有限元引入

5．2．1 局部变形损伤建模程序介绍

5．2．2 局部变形损伤程序的应用

5．3 扶强材腹板断裂的有限元引入

5．4 实船验证

第六章 提取结果系统开发

6．1 概述

6．2 提取结果系统基本思路及主程序

6．3 提取结果系统应用举例

6．3．1 运用Patran自带功能提取应力值

6．3．2 运用自编程序提取应力

6．3．3 自编系统的优越性

第七章 结论与展望

7．1 本文的主要工作和结论

7．2 进一步的工作和展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文