基于I-BESO的邮轮结构开孔耦合拓扑优化

针对传统的BESO算法无法只优化开孔,文中以邮轮甲板纵桁、舷侧和贯穿孔结构为研究对象,改进BESO算法得到适用于多工况船体开孔孔型优化的I-BESO算法.对开孔孔型迭代优化,分析多工况下多种类开孔耦合优化.开孔体积减轻比达到20.92%,满足轻量化设计目标,并且缓解应力集中,使结构应力均衡分布.

基于BESO算法的邮轮结构开孔拓扑优化

以大型邮轮舱段中的船底旁桁材结构为研究对象,采用结构优化算法,对大型豪华邮轮船底桁材结构进行开孔,并对其结构加以优化。结合多工况的船体结构优化的BESO算法,在特定的设计域内进行结构拓扑优化。在此基础上,分析了10种工况下优化开孔前后最大应力、平均应力和体积的变化,并对孔型结构进行了优化,以分析新开孔的力学性能。优化结果显示,在满足船体刚度的条件下,优化后,新式开孔的最大应力比优化前提高了44.26%。开孔后的面积比优化后减少51%,达到了轻量化的目的。研究结果可以用于指导船体建造。

三角板扶强材对船体结构焊接变形的影响和控制研究

在船舶生产中,为了控制焊接结构中板件的屈曲和变形,提高其承载能力,三角板扶强材多用于船体结构的焊接装配中,从而大大增加结构的整体重量。通过高效热弹塑性有限元分析和固有应变法,获得扶强材与板架模型焊接后的焊接变形,通过与实测结果比较发现计算结果与实测结果有一定的误差,但是基本趋势是一致的,并且变形在一个数量级上,验证了该方法预测焊接变形的可行性。在此基础上,通过减少三角板的数量,研究三角板对焊接变形的影响和控制规律,试图寻求最佳的三角板使用方案,结果发现,三角板数量越少,焊接变形越小,但同时板架的强度得不到提高,承载能力减弱。