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《哈尔滨工程大学》 2012年
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三体船结构优化设计及有限元分析

张超  
【摘要】:三体船作为一种新兴船型,连接桥和两个片体特殊结构的出现,使得其载荷和结构力学特性与其他常规船型相比有很大的差异,近年来对三体船的研究主要集中在水动力性能、模型试验和概念设计三个方面。由于缺少实船的设计建造经验,对三体船的结构优化设计和强度校核方面的研究较少,没有形成切实可行的系统方法,而结构的优化设计和强度校核又是新船型研发中的重要环节。基于三体船型蓬勃发展和国家建立节约型社会的大背景,本文以某型三体舰船为研究对象,在结构初步设计和总布置形式已经确定的情况下,对结构的优化设计和强度校核方法进行探讨和研究,得到一套三体船结构优化设计方案,为该舰完成最终的设计建造提供参考,其主要内容如下: 1、深入研究英国劳氏船级社的《三体船入级规范》和《军船入级规范》中对设计载荷和结构强度相关要求,结合设计资料载荷预报值和模型试验值,确定结构优化设计所需的总体和局部设计载荷值及强度限定条件。 2、基于分级优化的思想对三体船中横剖面进行结构优化设计,分别采用传统计算法和惩罚函数法确定一级优化中相当板厚沿剖面垂向的分布,并对两种方法的计算结果进行比较分析。以满足局部强度和稳定性条件为标准,确定二级优化中船体板架的板厚、骨材间距及型号。最后,给出本文的三体船结构优化设计方案。 3、建立优化设计方案的三维有限元模型,确定强度校核的典型计算工况、边界条件及载荷模拟方法,对其进行强度评估,得到结构的应力响应和分布规律,验证结构设计的合理性,根据直接计算结果修正优化设计方案,并确定应力集中的局部结构。 4、对存在应力集中的部位,从结构形式和尺寸方面,对局部结构进行优化研究,采用嵌入式细网格模型,分析局部结构优化前后的应力集中改善情况,验证局部结构优化设计方案的有效性。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U661.43

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王绍鸿;大型油船结构尺寸直接计算法研究[J];船舶工程;1997年03期
2 尹群,朱安庆,朱克强,张家新;小水线面双体船结构优化[J];船舶工程;2003年04期
3 李仲伟,吴有生,崔维成;基于有限元法的小水线面双体船结构优化[J];船舶力学;2005年02期
4 王想生;赵彬;李永刚;刘伟;岳珠峰;;基于ISIGHT/NASTRAN的机翼翼梁的结构优化设计[J];飞机设计;2008年04期
5 黄青群;杨萌;;非凸无约束优化问题一个修正的广义DFP型拟牛顿法[J];河池学院学报;2009年02期
6 朱丽萍,谢祚水;集装箱船舶中剖面结构形式的最优选择[J];华东船舶工业学院学报;1996年04期
7 刘伟芳;非线性规划的SUMT混合法及其应用[J];沈阳航空工业学院学报;1999年01期
8 宋保维;李楠;;iSIGHT在多目标优化问题中的应用研究[J];火力与指挥控制;2008年S2期
9 骆伟,唐文勇,张圣坤,范模;34万吨级FPSO的中横剖面优化设计[J];海洋工程;2004年04期
10 王洪乙;SDFP算法在船体结构设计中的应用实例[J];舰船科学技术;1984年02期
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1 王宏伟;大型油轮舯剖面结构优化设计[D];哈尔滨工程大学;2002年
2 曾文源;舰船结构有限元参数化建模与优化研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
3 杨赵华;高速三体船结构轻型化设计研究[D];武汉理工大学;2008年
4 邓乐;高速三体船结构力学特性研究[D];武汉理工大学;2008年
5 黄雪忠;小水线面双体船的结构分析与优化设计[D];上海交通大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 骆伟,唐文勇,张圣坤,范模;34万吨级FPSO的中横剖面鲁棒设计[J];船舶力学;2005年02期
2 李仲伟,吴有生,崔维成;基于有限元法的小水线面双体船结构优化[J];船舶力学;2005年02期
3 郭小东;俞铭华;管义锋;胡嘉骏;朱酥骥;;基于相对差商法的大型油船中剖面结构优化[J];船舶力学;2007年04期
4 张玉莲;;考虑腐蚀影响与屈曲强度的液压折叠式舱口盖结构优化[J];船舶力学;2009年05期
5 钱家昌;刘卉;;潜艇操纵性多目标优化及灵敏度分析[J];船舶力学;2011年07期
6 王中;卢晓平;詹金林;;高速三体船的水动力学和船型研究新进展[J];船舶力学;2011年07期
7 任淑霞;大型矿砂船甲板开口角隅应力计算的探讨[J];船舶设计通讯;2004年02期
8 赵耕贤;船舶与海洋结构物设计中的关键技术之一(结构强度)[J];船舶;2000年06期
9 薛松海;杨树兴;张国庆;赵良玉;;基于iSIGHT卷弧尾翼结构优化设计研究[J];弹箭与制导学报;2010年02期
10 唐迎春;刘国梁;王凯;;埃特金法在结构优化中的改进[J];北京石油化工学院学报;2012年04期
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1 吴欣颖;李育学;欧阳光耀;;提高喷油泵出油阀流通能力的DOE试验探索与优化设计研究[A];第十七届全国大功率柴油机学术年会论文集[C];2011年
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1 周广利;三体船型阻力预报、优化与系列性试验分析研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李俊;大型风电机组整机及关键部件仿真分析与优化设计研究[D];重庆大学;2011年
3 王学锋;基于枢纽港的大型集装箱船营运经济性研究[D];上海交通大学;2007年
4 马延德;浮式生产储油船(FPSO)设计建造研究[D];大连理工大学;2008年
5 刘峰;基于耐撞性的新型船舶结构形式研究[D];上海交通大学;2007年
6 曹正林;高速三体船砰击强度研究[D];武汉理工大学;2008年
7 陈飞儿;轴辐式网络系统中集装箱船的技术经济性研究[D];上海交通大学;2008年
8 刘强;SWATH船稳定鳍方案的优化及纵向运动控制研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 郑玄亮;船海工程设计中的博弈分析法研究与应用[D];大连理工大学;2010年
10 贾敬蓓;三体船型阻力和运动性能试验研究[D];大连理工大学;2010年
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1 黄铖;无人艇的有限元参数化建模与变截面优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谢金鑫;基于参数化有限元的潜水器结构优化设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 杨德喜;高速三体船结构设计与强度评估[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 石丽丽;智能优化算法对比研究及其在船体双底结构优化中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘欢;密集型窄缝矩形通道液冷冷板性能分析与结构优化[D];西安电子科技大学;2011年
6 赵雪梅;铝合金半挂车关键拓扑优化轻量化设计[D];吉林大学;2011年
7 张海鹏;车身柔性板件多工位装配公差分配研究及应用[D];吉林大学;2011年
8 陈强;基于蚁群算法的长江大开口散货船中部结构优化设计研究[D];武汉理工大学;2011年
9 杨学斌;无人艇体系结构研究[D];大连海事大学;2011年
10 吴永波;用沙坝矿通风系统优化研究及应用[D];江西理工大学;2011年
【二级参考文献】
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1 袁家军;陈珅艳;黄海;;基于Patran/Nastran的结构优化系统的工程应用[J];北京航空航天大学学报;2006年02期
2 徐昌文;吴剑国;杜忠仁;;散货船中剖面结构设计的跟踪评估[J];船舶工程;1990年01期
3 王绍鸿;大型油船结构尺寸直接计算法研究[J];船舶工程;1997年03期
4 尹群,姚震球,阳雷军;小水线面双体船全船应力分布的有限元分析[J];船舶工程;2001年02期
5 李培勇,裘泳铭,顾敏童,许统铨;超细长三体船阻力计算研究[J];船舶工程;2002年02期
6 尹群,朱安庆,朱克强,张家新;小水线面双体船结构优化[J];船舶工程;2003年04期
7 郑莎莎;郑梓荫;;小水线面双体船结构疲劳强度评估[J];船舶工程;2005年06期
8 陆丛红,林焰,纪卓尚,古长江,程操红,李玉刚;基于ANSYS软件的船体外板有限元建模方法研究[J];船舶力学;2003年05期
9 卢晓平,潘雨村;高速三体船兴波阻力与片体布局优化研究(英文)[J];船舶力学;2004年06期
10 胡嘉骏,蔡新钢;船舶表面点砰击压力的预报方法[J];船舶力学;2005年01期
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1 戴愚志;大型离岸结构的快速三维水弹性分析[D];哈尔滨工程大学;2003年
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1 陈继华;膜结构截面优化的理论及其在MSC.Nastran上的软件二次开发[D];北京工业大学;2003年
2 许河川;基于形状优化的多级优化设计的研究[D];南京航空航天大学;2004年
3 黄乐华;双体船型结构强度研究[D];武汉理工大学;2006年
4 陈婕;鱼雷总体参数的多目标优化设计方法及应用研究[D];西北工业大学;2006年
5 张延辉;船体结构强度直接计算中载荷平衡方法研究[D];武汉理工大学;2006年
6 陈晓娜;小水线面双体船船型优化研究[D];上海交通大学;2007年
7 韩永志;涡轮叶片多学科设计优化及近似技术研究[D];西北工业大学;2007年
8 常楠;复合材料加筋壁板铺层参数及稳定性优化设计[D];西北工业大学;2007年
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2 卢晓平,郦云,董祖舜;高速三体船研究综述[J];海军工程大学学报;2005年02期
3 何术龙;李百齐;程明道;朱德祥;;三体船船型分析及兴波干扰的模型试验研究[J];水动力学研究与进展(A辑);2006年01期
4 黄晓琼;陈立;杨雄辉;周心桃;;三体船波浪诱导载荷计算研究[J];中国舰船研究;2008年05期
5 孙荣;吴晓光;姜治芳;吴启锐;卢晓晖;;三体船阻力数值计算及方案优选[J];中国舰船研究;2008年05期
6 王中;卢晓平;王玮;;三体船阻力回归分析及预报方法研究[J];船舶力学;2010年04期
7 王中;卢晓平;詹金林;;高速三体船的水动力学和船型研究新进展[J];船舶力学;2011年07期
8 周立师;段文洋;;三体船横摇惯性半径的估算方法研究[J];中国舰船研究;2011年05期
9 闫宏生;许小颖;张英晟;冯炎鑫;;可调长度高速三体船的概念及水动力研究[J];船舶工程;2012年05期
10 崔健;文逸彦;陈鹏;杨松林;;一种具有倾斜侧体的三体船阻力试验研究[J];中国舰船研究;2012年06期
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1 李云波;冯国泰;;三体船黏流数值模拟[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(下册)[C];2005年
2 刘辉;林哲;;基于多梁模型的三体船波激响应[A];第四届全国船舶与海洋工程学术会议论文集[C];2009年
3 王平;蔡新功;韩芸;任毅;徐萍;常赫斌;;三体船侧体位置水动力布局规律试验及理论研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
4 周显光;吴华桐;吴俊贤;黄正利;;高速三体船之运动性能预估(英文)[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
5 李裕龙;李云波;;三体船水动力布局和方法研究[A];2008年船舶水动力学学术会议暨中国船舶学术界进入ITTC30周年纪念会论文集[C];2008年
6 刘亮;秦江璇;孙士艳;;三体船非线性波浪载荷研究[A];2013年船舶水动力学学术会议论文集[C];2013年
7 邓锐;黄德波;周广利;孙华伟;;T型翼对三体船水动力性能的影响[A];2013年船舶水动力学学术会议论文集[C];2013年
8 王毅;卢晓平;;三体船在波浪中的垂荡与升沉计算及其结果分析[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
9 吴乘胜;王迎晖;高雷;兰波;周德才;;波浪中三体船水动力布局优化研究[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
10 马山;段文洋;周立师;王瑞锋;周耀华;;三体船在斜浪规则波中运动响应预报方法研究[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
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1 周彧 杨储郡;“海神”号三体船,十年三易主[N];中国国防报;2011年
2 辟心;适应新军事变革的三体船[N];中国海洋报;2004年
3 本报专稿 陈光文;三体舰现身“辽宁舰”母港[N];世界报;2013年
4 李志克;新概念舰船逐鹿海战场[N];解放军报;2002年
5 本报专稿 周峰;澳大利亚未来10年要追上美军步伐[N];世界报;2005年
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1 贾敬蓓;三体船型阻力和运动性能试验研究[D];大连理工大学;2010年
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1 陈康;三体船粘性流场的模拟[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 刘辉;基于多梁模型的三体船波激响应[D];大连理工大学;2009年
3 杨德喜;高速三体船结构设计与强度评估[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 程虎;三体船的振动附连水质量研究[D];武汉理工大学;2011年
5 郭俊伟;小水线面三体船结构水动力分析[D];大连理工大学;2008年
6 徐伟;三体船波浪诱导运动及载荷的数值预报研究[D];上海交通大学;2008年
7 杨赵华;高速三体船结构轻型化设计研究[D];武汉理工大学;2008年
8 董威;高速三体船的动态特性研究[D];武汉理工大学;2008年
9 魏星;三体船振动附连水质量的实验与仿真研究[D];武汉理工大学;2012年
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