小水线面双体船的结构分析与优化设计.docx

上海交通大学工程硕士学位论文小水线面双体船的结构分析与优化设计摘要摘要本文主要分析计算了某型号小水线面双体船的结构性能，并对其进行了结构优化。在理论分析基础上，通过规范进行结构计算，并确定了结构的基本设计参数和肋骨分布方式。根据CCS小水线面双体船指南规范并结合所确定的各种计算工况，分别计算了各工况下的相应的载荷。在结构数值分析中，利用有限元软件对小水线面双体船进行全船数值模型计算，分析了结构在外载荷下的响应。分析的主要内容包括模态分析、静力分析和屈曲分析。并在此基础上，分析了连接鳍对结构总强度的影响。为提高结构性能，文中对小水线面双体船进行结构优化。在研究中利用Isight优化软件平台集成有限元软件，对在选定的设计载荷下小水线面双体船结构进行了全船结构尺寸优化。对比分析了结构优化前后结构的静力相应性能。分析结果表明，合理选择优化设计设计变量可以有效保证船体结构强度，提高结构性能，减小结构重量并降低了结构重心。上述内容构成小水线面双体船结构设计及优化的基本过程。通过应用于实例计算表明，该方法实用而可靠，为实船设计改进提供了重要参考。关键词：小水线面双体船，结构优化，遗传算法，有限元分析，Isight，连接鳍上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTTheStructuralAnalysisandOptimumDesignOfSmallWaterplaneAreaTwinHullShipAbstractThethesisanalysesthestructuralperformanceofswath,meanwhilemakethestructuraloptimumdesign.AccordingtotheguidelinesofsmallwaterplaneareatwinhullcraftbyCCS,aseriesofloadisdetermined.FEMisusedtocalculatedthestructuralnumeralmodeloftheSWATHship,includingthemode,stress,structuralbuckling.Theinfluenceofstructurecausedbytheconnectionfinsisalsoanalysed.Thestructuraloptimumdesign,whichistoimprovethestructuralperformance,isconducted.Size,optimizationofSWATHshipstructurearecarriedoutwithsomeoptimumtoolsbasedonisightplatform.Theresultindicatesthatkeyproblemforstructuraloptimizationisthedefinitionofloads,designspacesandvariableswhichisassociatedwithengineer’sdesignknowledge.AlltheabovestepsconstitutetheintegralprocedureofoptimumdesignforSWATHshipstructureswhichisalsomadeareferrenceforshipsbuildKeyword：SWATH，StructuralOptimization,Isight,GeneticAlgorithm,ConnectionFins上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：黄雪忠日期：年月日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：黄雪忠指导教师签名：易宏日期：年月日日期：年月日上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1课题的背景和意义中国是一个海域辽阔，岛屿众多，海岸线漫长的国家。沿海一线有近万个大小岛屿，其中最大的沿海岛屿台湾至今仍在敌对势力的控制下，对中国的国家安全形成了最直接和