基于CSR7500散货船舱口盖结构有限元分析【开题报告】.doc

基于CSR7500散货船舱口盖结构有限元分析【开题报告】.doc毕业论文开题报告船舶与海洋工程基于CSR7500散货船舱口盖结构有限元分析一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义:(一)国内外研究动态舱曰盖是船舶货舱曰的密封装置,它的主要作用是保证波浪和雨水不侵入货舱。在中间甲板上设置舱曰盖,还能用来分隔货物和防止下层货物被压损。⑴所以,舱口盖要有一定的水密性及坚固性。舱口盖的所受的主要力有货物的压力、侧向压力、海水压力等,另外还要考虑舱口盖腐蚀,海水上浪等各种因素。舱口盖结构不合理,势必使重量增加,造成材料浪费,制造成本增加,并导致船舶吃水增加,降低船舶运输的经济效率。所以,通常要进行多次分析试算,经过分析比较后得到一个初步的较为合理的结果。在正式校核舱口盖强度时,因为受变化的力较多,对于每一项变化的力都要进行强度校核,导致它的设计计算是一个较为繁锁、复杂的问题。因此,对舱口盖势必进行优化结构,减少重量,提高产品的可靠性。石国桢等⑵采用单调分析法对舱口盖进行优化设计,将舱口盖结构优化设计转换为约束优化问题,通过的紧约束和松约束的判断,而把模型简化为仅在紧约束条件下进行,并把含有多个不等式约束的优化问题逐步为无约束优化问题求解,更特殊的是,若紧约束数等于变量数,则可直接由各显式求解,但该方法只适用于目标函数和约束函数,对规定范围内的变量具有单调性的情况。它的主要困难在于紧约束(多变量情况下)的判断和显式表示。好在一般结构设计中都满足单调性要求,同时约束中的性能约束往往是不大于1的正的单项式,这种形式利于判断紧约束和显式表示,因而用单调分析法求解是适合的。张玉莲⑶等采用二次规划的解析解法,优化方法为首先求队偶变量,在将对偶变量代入求的设计变量的倒变量,然后求得原设计变量。优化模型首先考舱口盖是以中纵剖面为对称面的对称结构,建模时只需建半模。舱门盖主要由顶板、围板、纵桁、强横梁以及横梁组成。根据不同构件的受力特性,将纵桁、强横梁以及横梁用梁元来模拟,顶板、围板等构件用壳元来模拟。然后通过建立有限元模型进行计算优化。徐昌文等网认为儿何规划在舱口盖最小重量设计中有重要应用。儿何规划是解广义多项式函数约束最优化的一■个方法,它具有如罚函数法等一般非线性规划所不及的一些特点。通过上述对约束影响的分析,简化计算过程。根据稳定性和挠度两个约束的几何规划以及满足对偶理论中的非负性、正规性、正交性条件求的优化参数。采用儿何规划方法与其它最优化方法比较,即使对于舱口盖设计这一难度不很大的问题,凡采用穷举搜索的一般非线性规划都要假定初始变量值,调整参数,并对目标函数进行儿十次甚至二百多次的计算比较,而采用几何规划较为简单,旦能提供一个解析的最优解。张恒等⑸认为对舱口盖校核时还需考虑惯性载荷的影响。根据RINA船级社规范中关于舱口盖强度的要求,使用大型通用有限元软件MSC/Patran建立舱口盖结构有限无模型,计算迎浪和横浪状态下的集装箱惯性载荷以及风雨载荷,得到在这些载荷作用下的舱口盖应力分布情况,Stools工具对屈曲强度进行校核•最后提出了结构改进方案,讨论惯性载荷对舱口盖强度的影响。施继康等⑹对舱曰盖设计提出了几个主要的技术问题。(1) 盖板的结构形式及其设计依据以往设计的盖板结构采用横向结构形式为多,并以船检局颁布的《钢质海船入级与建造规范》为设计计算依据,其中对露天甲板舱盖计算负荷按不同部位分别按公式进行计算。(2)