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舰船甲板板架稳定性分析与结构优化设计

一、刚 目 舰船甲板板架的结构稳定性分析和设计,通常是把加强横梁化为纵衔的弹性(或刚性)支座,将纵析当作支持在弹性(或刚性)支座上的承受压缩载荷的连续梁来进行稳定性计算的.当加强横梁刚性超过临界值时,成为刚性支座,运用三弯矩方程求解;当加强横梁刚性小于临界值时,成为弹性支座,运用能量法求解l‘’,虽已绘制出相应的图谱曲线但设计计算仍很麻烦,且有一定的局限性,如对实际中存在的不等跨距弹性支座的情况,就无法计算,只能近似作等跨距处理.本文运用迁移矩阵法进行上述结构的稳定性分析可解决这个问题;并用优化方法,进行板架结构参数的自动优选.以获得最轻结构方案,既可保证设计的可靠性,又提高了设计的效率. 二、结构稳定性分析 1.场迁移矩阵 二二上二二二二广二屯二亡上二广〕二二一二二二亡二 将图1所示甲板板架纵 一一什一二十一十一十一卜一一十一十一尸于二+一十一析视为连续梁.并按跨距离 一十二_一斗古f}一十_+,巾而而一厂一散成单个杆元.设杆...  (本文共6页) 阅读全文>>

《武汉造船(武汉造船工程学会会刊)》1984年06期
武汉造船(武汉造船工程学会会刊)

用加筋板条元法分析甲板板架稳定性

一、前 ~二‘J 目 对于各种类型的船舶来说,甲板板架的稳定性计算是船体强度计算中一项不可缺少的内容。只有当甲板板架具有必要的稳定性时,它才能承受由总纵弯曲所引起的压缩载荷。 关于甲板板架稳定性检验,通常把它看作交叉梁系来进行。对于不同的骨架形式,分别采用不同的计算公式、数值表或图谱,故计算公式和图表花样繁多。此外,使用这些公式和图表时还有一些附加限制,例如骨材要等间距布置,尺寸大小要相同等等.总之,关于甲板板架稳定性检验,用手工计算不甚简单和方便,且经常使用的文献〔‘〕上,对于有强横梁,又有普通横梁和纵析的甲板板架也未给出相应的计算公式. 本文把甲板板架看作加筋矩形板进行稳定性计算,并对各种类型板架稳定性检验,用统一格式处理,即用加筋板条元法在电子计算机上进行计算,避免花样繁多的计算公式和图表,以利于结构优化设计时统一考虑各类甲板板架的稳定性。 除只有横梁的简单板架外,通常规定要考虑不服从虎克定律时,对算出的欧拉应力进行修正。...  (本文共11页) 阅读全文>>

《舰船科学技术》2015年05期
舰船科学技术

基于改进粒子群算法的大开口甲板板架轻量化设计

0引言船舶甲板板架是船体结构的主要组成部分,如何减轻其结构重量是船体结构设计中最为关注的问题之一。随着优化技术在工程优化中的广泛应用,优化技术得到迅速推广和应用。Zanic和Janicijec等[1]采用三维有限元模型对在船舶中剖面附近的12个强框架的空间舱段进行结构优化设计,设计变量达264个;Rigo[2]对某船体舱段进行三维有限元优化设计,设计变量可达900个;Kong[3]提出了一种优化框架OPTSHIP,将有限元软件Nastran外部分析器跟全局优化算法结合起来优化大型船舶结构以衰减振动;Hay等[4]将有限元方法、基于连续体灵敏度分析方法和基于梯度的拓扑优化方法集合成一个完整系统,用于某船货舱优化设计,得到最优的加强筋布置,其结构的位移和Von Mises应力分布有了明显改进;Kong等[5]则应用遗传算法求解了船舶罗经甲板结构的优化问题。由于船舶甲板板架轻量化设计问题的复杂性,使得优化问题往往存在高度非线性、多极值...  (本文共5页) 阅读全文>>

《钢结构》1997年01期
钢结构

高速客船无支柱甲板板架结构分析

前言高速客船的内部装修要求越来越高,取消客舱内的支柱可以改善舱室布置及空间视觉效果,在结构处理上只有采用无支柱甲板板架。相对于有支柱甲板板架而言,无支柱甲板板架在结构重量上处于劣势,而结构重量的控制是高速船结构设计最为关注的问题之一。因此必须在结构型式及截面尺寸的优选上寻找有效控制结构重量的途径。从现今的设计途径而言,规范设计最为简便可靠,但按规范设计有时较为保守,对重量控制要求极严的高速船来说不能满足实际要求。况且现有国内、外的规范并不包括这种结构形式。近年来随着计算机的普及使用,以及数值分析技术的长足发展,船体结构设计的直接计算法得到广泛应用。由于直接计算设计法是在更为合理的计算模型下求得结构响应,因此能更好地反映结构的真实情况。从而能更为合理地处理强度、刚度及重量等各项要求。但计算模型的确定(包括计算载荷、边界条件、结构模型等)需要设计者根据经验和实际情况进行选取。本文提出空间刚架立体模型,利用SliperSAP有限元程序...  (本文共3页) 阅读全文>>

《华中工学院学报》1984年02期
华中工学院学报

用样条有限元法分析船体甲板板架的稳定性

甲板稳定问题历来为船舶工程界所重视,对甲板板架稳定的计算,没有精确的解析解,一直沿用基于能量原理的近似计算方法“’,由于所选取的位移函数未能较好地反映加强构件的影响,计算出来的临界力往往偏高,如用有限元进行分析,则由于节点参数较多而所需计算量和存贮量较大,影响计算效率.采用样条有限元则能弥补一般有限元的不足.它具有处理边界方便、节点参数少(每节点一个参数)、矩阵带宽窄、计算量少、精度较高等优点.本文采用双三次B样条分析各种甲板板架在中垂状态下的整体失稳和局部失稳,在DJS-ZI机上计算了几种边界和多种结构形式的矩形板和板架,并与设计手册方法进行了比较,某些算例还与解析解进行了比较,结果表明本文所述方法是简明有效的. 一、墓本原理 1.5次B样条i戳 三次B样条函数 (x + 2)3 xE〔一 2,一 1] (x+2)3、ti(x+l)3 xC[*1,oj 1._、。。、—,- p i(X)。一云一(2一X)‘一4(豆一一‘二c(...  (本文共8页) 阅读全文>>

《武汉造船》1983年02期
武汉造船

甲板板架稳定样条有限元分析

一、前言 甲板板架稳定的计算,一直沿用基于能量原理的近似计算方法【6J。由于所选取的位移函数未能较好地反映加强构件的影响,计算出来的临界应力偏高。如用有限元进行分析,由于节点参数较多,所需计算量和存贮量较大,影响计算效率。而采用样条有限元则能弥补一般有限元的不足,它具有处理边界方便,节点参数少(每节点一个参数),计算量少,精度高等优点,本文采用双三次B样条分析各种甲板板架,在中垂状态下的整体失稳和局部失稳,在DJS一21机上计算了几种边界和多种结构形式的矩形板和板架,并与设计手册方法进行了比较,某些算例还与解析解进行了比较,结果表明本文所述方法是简明有效的。二二、签本原理1.三次B样条其数学表达式为:CPa(x)(x+2)“(x+2)“一4(x+1)“(2一x)“一4(1一x)“(2一x)“0(l)一IJ工月J一esJ飞.︼-1 0 12 它是一分段三次多项式,有连续的一阶,〔5]。 2.位移摸型 x任〔一2, x任〔一1, x...  (本文共11页) 阅读全文>>