發(fā)布時間：2020-12-26 05:32

　　在船舶結(jié)構(gòu)中,由于需要滿足相關(guān)功能性要求及減輕結(jié)構(gòu)重量等各種實際需求,不可避免地需要在一些結(jié)構(gòu)的板材部分開孔。但是,當開孔板受到外載荷作用時,孔邊會出現(xiàn)較高的應(yīng)力值即產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,過高的孔邊應(yīng)力會導(dǎo)致板材進入屈服或產(chǎn)生裂紋,從而引起結(jié)構(gòu)損傷并且降低結(jié)構(gòu)的整體使用壽命。另外,隨著船舶建造要求的不斷提高,對船體結(jié)構(gòu)開孔型式的需求也將趨于多樣化,設(shè)計人員需要根據(jù)具體的受力情況以及建造要求,設(shè)計兼顧安全性和經(jīng)濟性的開孔形式及尺寸。但是船體安全性和經(jīng)濟性的要求常常是互相矛盾的,為了保證最后得到較優(yōu)的設(shè)計結(jié)果,需要對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。因此,研究船體構(gòu)件開孔的應(yīng)力分布情況及孔型結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,使得船體結(jié)構(gòu)能夠兼顧安全性和經(jīng)濟性的要求,對降低船體的建造成本,提高國內(nèi)船廠的國際競爭力具有重要意義。本文以船體結(jié)構(gòu)中常用的開孔薄板為研究對象,主要研究開孔薄板孔邊應(yīng)力分布情況,并基于BESO優(yōu)化算法對孔型進行優(yōu)化設(shè)計。首先整理開孔薄板應(yīng)力函數(shù)的求解方法,基于有理映射法的理論,引入了新的變量提出了改進的映射函數(shù)公式,根據(jù)改進后的映射函數(shù)公式將單位圓映射得到了腰圓和圓角正方形,開發(fā)計算程序結(jié)合映射函數(shù)和應(yīng)力函數(shù)... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 開孔板孔邊應(yīng)力分布問題
        1.2.2 結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化
    1.3 本文主要工作
第二章 開孔薄板的平面應(yīng)力問題的求解方法
    2.1 引言
    2.2 各向同性板彈性理論的平面問題
    2.3 無限板開孔應(yīng)力函數(shù)的求解
    2.4 有限板開孔應(yīng)力函數(shù)的求解
    2.5 本章小結(jié)
第三章 不同孔型映射函數(shù)的求解方法
    3.1 引言
    3.2 封閉折線組成的多邊形—SC積分法
        3.2.1 帶有矩形孔的區(qū)域
        3.2.2 帶有正多邊形的區(qū)域
        3.2.3 映射得到圖形的圓角曲率
    3.3 封閉曲線—有理映射
        3.3.1 兩種特殊情況
        3.3.2 改進的映射函數(shù)的性質(zhì)分析
        3.3.3 改進的映射函數(shù)的應(yīng)用—腰圓孔
        3.3.4 改進的映射函數(shù)的應(yīng)用—圓角正方形
    3.4 本章小結(jié)
第四章 含不同孔型的開孔薄板孔邊應(yīng)力分布
    4.1 引言
    4.2 計算對象以及有限元模型
        4.2.1 計算對象
        4.2.2 有限元模型
    4.3 驗證及分析
    4.4 計算結(jié)果及分析
        4.4.1 腰圓孔
        4.4.2 圓角正方形
    4.5 本章小結(jié)
第五章 BESO算法優(yōu)化薄板的開孔形狀
    5.1 引言
    5.2 傳統(tǒng)BESO優(yōu)化方法
        5.2.1 BESO方法的實現(xiàn)原理
        5.2.2 優(yōu)化準則
        5.2.3 性能指標公式
        5.2.4 傳統(tǒng)的BESO算法的實現(xiàn)步驟
        5.2.5 傳統(tǒng)BESO算法的算例分析
    5.3 開孔薄板適用的BESO算法
        5.3.1 傳統(tǒng)BESO算法的改進
        5.3.2 算例
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文研究工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附錄1 改進的映射函數(shù)公式的MAPLE程序
附錄2 SC積分法得到正多邊形映射函數(shù)的MAPLE程序
附錄3 SC積分法得到不同矩形映射函數(shù)的MAPLE程序
附錄4 求解腰圓孔孔邊應(yīng)力的MAPLE程序
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：2939131