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文檔簡介
1、玻璃鋼游艇的艇體一般采用整體成型工藝,玻璃纖維縱貫艇身鋪設,與基體固連形成一個連續(xù)構件。艇體與其它加強和支撐結構膠連,共同抵御外部環(huán)境載荷。游艇內部結構復雜,在交變載荷作用下,艇體會在多處產生薄弱部位。借鑒于鋼制船舶強度校核方法進行的玻璃鋼游艇強度校核,認為游艇最危險截面出現(xiàn)在艇舯,其常規(guī)整體截面彎矩的強度校核,未能完全涵蓋艇體薄弱部位的校核,以提升艇體的整體可靠性。復合材料各向異性的力學特性和對缺陷敏感的特點,使得玻璃鋼艇體中對薄弱部
2、位的應力和損傷都更加敏感,薄弱部位的存在對艇體安全性能的影響,開始被人們所重視。本文以玻璃鋼艇體為研究對象,以國內某游艇企業(yè)的玻璃鋼游艇為例,研究不通過增加艇體局部鋪層而減少其艇體中薄弱部位的方法,開展了以下研究工作:
1)根據(jù)游艇技術資料建立游艇結構三維模型,水動力分析獲取游艇設計環(huán)境下的運動和受力情況,為有限元計算提供加載數(shù)據(jù)。分別計算游艇滿客出港、滿客進港時中拱、中垂四種工況下的結構應力,根據(jù)應力計算得到艇體最大蔡吳數(shù)確
3、定四種工況中薄弱部位的計算點;采用一次二階矩法獲取41個計算點的可靠度,完成玻璃鋼游艇艇體薄弱部位的可靠度計算,以可靠性指標為艇體局部薄弱的衡量標準,將艇體薄弱部位劃分為9個薄弱等級。艇體中最薄弱等級對應的薄弱部位有3個,其中最薄弱點可靠性指標為1.635,薄弱區(qū)間內四種工況下的薄弱點累計總個數(shù)為25。
2)根據(jù)艇體多薄弱部位薄弱等級劃分后最高風險級所處位置,以游艇肋骨間距、肋骨根數(shù)為設計變量,實艇肋骨可布置區(qū)間長度范圍和實際
4、生產工藝為約束條件,以游艇一階固有頻率最大為優(yōu)化目標,利用接觸單元進行游艇肋骨間距、布局的一級優(yōu)化。經計算:一階固有頻率優(yōu)化后最薄弱部位四種工況下的可靠度提高幅度最大為57.62%,薄弱等級劃分區(qū)間內的薄弱部位總個數(shù)減少40%。
3)根據(jù)肋骨布局的一級優(yōu)化結果,進行以肋骨截面的形狀、尺寸為設計變量的二級優(yōu)化,通過仿真實驗設計篩選了肋骨形狀尺寸的設計變量并建立二級優(yōu)化近似代理模型。本文實例研究顯示其二級優(yōu)化對最薄弱部位安全性的影
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