油船結構輕量化設計研究.pdf

1、2006年4月，國際船級社協(xié)會（IACS）頒布了共同結構規(guī)范（CSR），以統(tǒng)一各船級社對船舶結構規(guī)范的差異和安全標準。CSR分為雙殼油船共同結構規(guī)范和散貨船共同結構規(guī)范。由于兩本規(guī)范由不同的船級社成員編訂，所以技術路線、技術背景和許多共性方面都存在差異。為了協(xié)調統(tǒng)一兩本規(guī)范存在的差異，IACS編訂了油船和散貨船協(xié)調共同結構規(guī)范（HCSR），并根據(jù)IMO目標型船舶建造標準（GBS）的要求，對一些條款進行了補充和提高，內容更加全面。HCSR

2、規(guī)范的實施，導致一個直接的現(xiàn)象就是船舶結構重量將有所增加。針對這一問題，本文以一艘滿足 CSR載重量308,000噸的大型油船為例，以HCSR為基礎，對其進行輕量化設計研究，研究的主要內容包括：
　　（1）根據(jù)HCSR的直接計算準則，對大型油船艙段模型進行有限元直接計算，分別校核屈服、屈曲強度，通過計算結果分析HCSR對油船結構重量的影響；
　?。?）基于HCSR規(guī)范計算法，建立中剖面結構優(yōu)化設計的數(shù)學模型，以中剖面截面積最

3、小為目標，使其滿足規(guī)范設計中船體梁強度、船體局部尺度和細長比要求等條件，分別采用多島遺傳算法、模擬退火算法、粒子群算法對船舶中剖面的縱向結構進行優(yōu)化設計；
　?。?）基于HCSR直接計算法，對艙段結構進行優(yōu)化設計，采用MSC.Patran建立三艙段有限元模型，運用通用優(yōu)化軟件Isight集成MSC.Patran/Nastran，建立艙段整體優(yōu)化的數(shù)學模型，以中間艙結構重量最輕為目標，使其滿足直接計算中屈服強度、屈曲強度的要求，采用