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

《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》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据万方数据万方数据上海交通大学硕士学位论文摘要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

2、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。关键

3、词：小水线面双体船；有限元计算；结构优化；拓扑优化；尺寸优化I万方数据万方数据上海交通大学硕士学位论文摘要STUDYOFLARGESCALESWATHSTRENGTHANALYSISANDTRANVERSESECTIONOPTIMIZATIONABSTRACTSmallWaterplaneAreaTwinHull(SWATH)isdevelopedinthe1970sandthisdevelopment’smainpurposeistoimproveship’sseakeeping.Asengineersbegintore

4、alizetheexcellentperformanceofSWATH,ithasadevelopmenttrendtowardstothelargescale.Thus,itneedstopayspecialattentiontothestructureforhigherrequirements.MoreresearchshouldbedoneinSWATHstructuraloptimization.BasedonCCSGuidelinesofSmallWaterplaneAreaTwinHullCraft,thisp

5、aperusessoftwarePatran/NastrantocalculatestressofdifferentareaunderdifferentLoadingconditions,thenselectthemaincontrolcondition.Inaddition,thispaperalsostudiestheareaeasytoleadhighstressandanalysesthereasonandgivesomesolutionofit.Basedonvariabledensitymethodtopolo

6、gyoptimization,thispaperproposeanewkindofhaunchframestructuredesignaccordingtotheselectedhighstressarea.Thisnewdesigncaneffectivelyimprovethestructurestiffnessandreducestresslevel.Finally,basedontheinitialdesignandlargescaleSWATHstructuralsensitivityanalysis,thepa

7、peroptimizethesizeofmainstructure.Underthecriterionofguidelines,effectivelyreducethetotalweightofthehullstructure.ThethesisputsforwardanewsetoflargescaleSWATHstructuraloptimization,includingthechoiceofcontrolLoadingcondition,topologyofmainstructureandstructuralsiz

8、eoptimization.II万方数据上海交通大学硕士学位论文摘要KEYWORDS:SWATH;finiteelementanalysis;structuraloptimization;topologyoptimization;sizeoptimizationIII万方数据上海交通大学硕士学位论文目录