豪华游艇上层建筑结构强度分析与设计优化
Structural Strength Analysis and Design Optimization of Luxury Yacht Superstructure
近年来船舶事故时有发生,事故多由船体结构破坏引发,由此船舶结构安全性越来越受到人们的重视.豪华游艇由于其功能特殊性,在设计时不仅要满足结构安全性的需求也要满足其功能性布置要求.目前对豪华游艇的结构优化尤其是针对上层建筑结构优化研究相对较少.本文以在建大型豪华游艇Illusion为研究对象,结合船舶结构优化设计的相关理论-动态规划优化方法,基于有限元仿真软件ABAQUS,对该豪华游艇上层建筑的三个典型结构区域进行相关的尺寸优化、结构优化以及拓扑优化.主要工作如下:首先,对现有的船舶结构优化理论以及结构有限元计算理论进行总结,根据其中的动态优化方法确定研究方向;其次,使用有限元软件ABAQUS对研究对象进行模型创建,并按照相关规范要求进行相应的载荷加载,利用软件相关模块进行有限元计算.再次,分析结构强度校核的结果,对于不满足材料使用要求的结构区域提出相应的优化方案并对提出的优化方案进行相关的有限元校核.根据分析,主要提出以下优化措施:(1)由于开孔较多造成结构强度破坏的大跨距梁结构,通过开设跨专业结合的"联合孔",并辅以适当的横梁腹板加厚的措施,有效增加了横梁有效结构面积;(2)由于缺乏必要支撑造成稳定性不足的长自由端半遮蔽甲板结构,在合适的位置增加适当的立柱支撑,有效增加了该区域的结构稳定性;(3)对于甲板大开口区域,甲板楼梯开孔在不影响使用前提下,形状由方形改为圆形开孔,楼梯形式改为旋转梯.有效改善了该区域的应力分布状况.
- 作者：
- 郑春华
- 学位授予单位：
- 山东交通学院
- 专业名称：
- 船舶与海洋工程(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 潘义川；滕瑶
- 中图分类号：
- U674.91
- 关键词：
- 豪华游艇；结构强度；有限元；设计优化
- Luxury Yacht; Structural Strength; Finite Element; Design Optimization;