自升式平台悬臂梁屈曲特性及优化设计研究

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题来源及研究意义

1.2 国内外发展及研究现状分析

1.2.1 自升式平台发展现状及趋势

1.2.2悬臂梁发展现状

1.2.3 悬臂梁国内外研究现状

1.2.4 加筋板屈曲及优化研究现状

1.3 本文主要研究内容

第二章 悬臂梁主梁屈曲特性研究

2.1 钢结构稳定性理论

2.1.1 稳定性的概念

2.1.2 失稳的类型

2.2 屈曲载荷的理论分析

2.2.1 屈曲载荷的计算方法

2.2.2 伽辽金法

2.3 悬臂梁主梁屈曲载荷的理论推导

2.3.1 悬臂梁主梁的力学模型

2.3.2 主梁的平衡微分方程及边界条件

2.3.3 主梁的位移函数

2.3.4 主梁临界屈曲载荷的推导

2.4 悬臂梁主梁屈曲特性的有限元分析

2.4.1 有限元屈曲分析概述

2.4.2 悬臂梁主梁的屈曲和失效形式

2.4.3 主梁屈曲载荷的敏感性分析

2.5 本章小结

第三章 侧向抗弯刚度比对悬臂梁屈曲的影响

3.1 侧向抗弯刚度比

3.2 悬臂梁整体结构的有限元模型

3.3 侧向抗弯刚度比对悬臂梁线性屈曲性能的影响

3.3.1主梁配置横向筋的悬臂梁屈曲性能

3.3.2主梁配置双向筋的悬臂梁屈曲性能

3.3.3 主梁对称和非对称配筋对悬臂梁屈曲的影响

3.4 侧向抗弯刚度比对悬臂梁非线性屈曲性能的影响

3.4.1 悬臂梁材料本构关系

3.4.2 悬臂梁主梁的非线性屈曲性能

3.4.3 悬臂梁屈曲安全系数的确定

3.5 本章小结

第四章 悬臂梁的承载能力影响因素分析

4.1 悬臂梁两种结构形式的力学性能分析

4.1.1 门式悬臂梁力学性能的理论分析

4.1.2 箱式悬臂梁力学性能的理论分析

4.1.3 两种结构形式悬臂梁的有限元强度分析

4.1.4 悬臂梁两种结构形式的有限元屈曲分析

4.2 主梁倾斜对悬臂梁结构力学性能的影响分析

4.2.1主梁倾斜角对悬臂梁强度的影响分析

4.2.2主梁倾斜角对悬臂梁屈曲的影响分析

4.3 风载荷对悬臂梁钻井作业时稳定性的影响

4.3.1 风载荷的计算

4.3.2 风向角对悬臂梁屈曲性能的影响

4.4 本章小结

第五章 基于ANSYS的悬臂梁结构优化设计

5.1 结构优化理论及ANSYS优化技术

5.1.1 结构优化的数学模型

5.1.2 结构优化的方法

5.1.3 ANSYS 优化设计的概念

5.1.4 ANSYS 优化步骤及方法

5.2 悬臂梁横梁结构的拓扑优化

5.2.1 横梁拓扑优化的模型和工况

5.2.2 横梁拓扑优化结果

5.2.3 横梁拓扑优化前后的Mises 应力对比

5.3 悬臂梁横梁加强筋的布局优化

5.3.1 横梁加强筋的数量

5.3.2 基于零阶法的横梁加强筋布局优化

5.3.3 优化前后横梁的屈曲性能对比

5.4 悬臂梁主梁结构的拓扑优化

5.4.1 主梁拓扑优化模型

5.4.2 主梁拓扑优化结果

5.4.3 主梁拓扑优化前后的Mises 应力对比

5.5 悬臂梁主梁加强筋的布局优化

5.5.1 主梁加强筋的数量

5.5.2 基于ANSYS 的主梁加强筋布局优化

5.5.3 优化前后横梁屈曲性能的对比

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 全文结论

6.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致 谢