金槍魚圍網(wǎng)船主桅結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦金槍魚圍網(wǎng)船主桅結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)第1章緒論

1.1選題的背景及意義

大型美式金槍魚圍網(wǎng)漁船船長普通在80米左右，噸位2000總噸以上，中型船長普通在50～60米，噸位500～1000總噸。為追捕金槍魚群，航速普通要求在14～17節(jié)，主機(jī)功率較大，大型船為3800～5800千瓦，中型船為1600～2700千瓦。雙甲板、中前甲板室船型，首部大都采納球首，尾部做成歪坡形并有滑道，以放置和起卸漁艇。首部或首、尾部設(shè)有側(cè)推裝置，推力15～25千牛。上甲板前部為甲板室，用作布置船員日子艙室，后部為作業(yè)區(qū)，設(shè)有括綱絞機(jī)、魚艙口、網(wǎng)臺(tái)等。甲板室后設(shè)主桅，上部有魚群瞭望臺(tái)，并設(shè)2根吊桿分不用以懸掛動(dòng)力滑車和起卸漁獲物。下甲板為漁獲物處理場所，有加工間、凍結(jié)間、魚艙及輔助機(jī)艙等。下甲板以下，要緊為機(jī)艙、油艙及側(cè)推裝置等。大型船的首部還設(shè)有直升飛機(jī)平臺(tái)。配漁艇2～3艘，供放網(wǎng)時(shí)驅(qū)逐魚群和調(diào)整網(wǎng)形用捕撈機(jī)械設(shè)備有10多種、20臺(tái)左右，如圍網(wǎng)絞機(jī)、上綱引綱絞機(jī)、浮子綱絞機(jī)、動(dòng)力滑車及底環(huán)撐桿等。均為液壓或電力傳動(dòng)，并可集中遙控。

大型美式金槍魚圍網(wǎng)漁船的總布置是依照船東的要求，可以滿腳漁船在圍網(wǎng)作業(yè)的要求來布置的。美式金槍魚圍網(wǎng)漁船布置的基本原則算是保證該船在營運(yùn)的過程中能擁有優(yōu)良的航海性能的條件下，并且根據(jù)美式金槍魚圍網(wǎng)漁船的圍網(wǎng)捕魚的作業(yè)特點(diǎn)，尤其是針對(duì)該船僅僅捕撈金槍魚這一種魚種的特點(diǎn)，就能夠?qū)⒏拇贾脼橐痪呃诓稉频难永m(xù)生產(chǎn)線模式。如此就能夠把漁撈金槍魚操作流程和金槍魚速凍保鮮操作流程結(jié)合起來，并且能夠盡量地保證船員居住的舒適性。

綜上所述，由于美式金槍魚圍網(wǎng)漁船在總布置設(shè)計(jì)中的特別要求，就導(dǎo)致該船的穩(wěn)性咨詢題成為一大難點(diǎn)。提高船舶穩(wěn)性的措施普通做法算是減低船上各種設(shè)備和分量布置的重心高度，在船的底部加壓載物。然而思考美式金槍魚圍網(wǎng)漁船在設(shè)計(jì)要求上就需要盡量增大艙容，捕撈更多的金槍魚。所以，對(duì)金槍魚圍網(wǎng)漁船主桅的優(yōu)化設(shè)計(jì)就越來越受到船東和設(shè)計(jì)方的重視。在設(shè)計(jì)桅桿的過程就要盡量地減低桅桿的重心高度，從而來提高船舶的穩(wěn)性。

1.2國內(nèi)外進(jìn)展?fàn)顩r及趨勢

1.2.1金槍魚圍網(wǎng)漁船研究的進(jìn)展?fàn)顩r

美式金槍魚圍網(wǎng)漁船是漁船中比較先進(jìn)的一種船型，它的要緊特點(diǎn)是運(yùn)行船速快、操作機(jī)動(dòng)靈便。該船上配備了各種各樣的金槍魚漁撈機(jī)械設(shè)備、探魚設(shè)備、漁撈輔助設(shè)備及冷藏保鮮裝置。由于金槍魚具有大量的營養(yǎng)價(jià)值，越來越受到消費(fèi)者的青睞，金槍魚的利潤也比較豐厚。所以，越來越多的船舶專家學(xué)者開始對(duì)美式金槍魚圍網(wǎng)漁船舉行研究探究。陳龍等經(jīng)過收集各種有關(guān)美式金槍魚圍網(wǎng)漁船的實(shí)船資料，并對(duì)這些實(shí)船的要緊參數(shù)舉行分析研究，就推導(dǎo)出一系列的些經(jīng)驗(yàn)公式；賈復(fù)等經(jīng)過對(duì)美式金槍魚圍網(wǎng)漁船的主尺度、快速性、穩(wěn)性等舉行了調(diào)查研究，就得到了一些近似公式及相關(guān)數(shù)據(jù)；周崇慶等經(jīng)過對(duì)美式金槍魚圍網(wǎng)漁船的快速性的研究，他要緊對(duì)船型參數(shù)、寬度吃水比、浮心縱向位置和球鼻艏參數(shù)等數(shù)據(jù)舉行了詳細(xì)地分析，并提出一些珍貴的建議。目前，我國相關(guān)專家學(xué)者對(duì)美式金槍魚圍網(wǎng)漁船的研究還停留在對(duì)金槍魚圍網(wǎng)漁船的船型特點(diǎn)和參數(shù)舉行分析研究，然而具體的研發(fā)與設(shè)計(jì)方面的論文基本沒有，而特意針對(duì)美式金槍魚圍網(wǎng)船設(shè)計(jì)和分析的規(guī)范更是少之又少。為了滿腳船東在捕撈作業(yè)中的要求，美式金槍魚圍網(wǎng)漁船就必須具備優(yōu)良的初穩(wěn)性、良好的快速性和回轉(zhuǎn)性。而主桅和吊桿作為捕撈工況下的要緊的承載結(jié)構(gòu)，它們所處位置重心也較高。所以，優(yōu)化主桅和吊桿結(jié)構(gòu)，減小其分量關(guān)于高整體穩(wěn)性有著重要意義。一般漁船的主桅通常采納規(guī)范或經(jīng)驗(yàn)公式舉行設(shè)計(jì)，金槍魚圍網(wǎng)漁船對(duì)穩(wěn)性的要求較高，且主桅的承載事情較為復(fù)雜，采納常規(guī)辦法實(shí)現(xiàn)主桅結(jié)構(gòu)的精細(xì)設(shè)計(jì)存在困難。

第2章有限元基本理論及辦法

2.1概述

在數(shù)學(xué)中，有限元法（FEM，F(xiàn)initeElementMethod）是一種為求得偏微分方程邊值咨詢題近似解的數(shù)值技術(shù)。它經(jīng)過變分辦法，使得誤差函數(shù)達(dá)到最小值并產(chǎn)生

穩(wěn)定解。類比于連接多段弱小直線逼近圓的思想，有限元法包含了一切也許的辦法，這些辦法將許多被稱為有限元的小區(qū)域上的簡單方程聯(lián)系起來，并用其去恐怕更大區(qū)域上的復(fù)雜方程。

有限元法的解決域是由許多小的互連子域稱組成的，然后對(duì)每一單元假定一具合適的近似解,然后推導(dǎo)求解域普通滿腳的條件,并求得咨詢題的解。那個(gè)解別是精確的解,不過近似解而已。緣故是在求解實(shí)際咨詢題的時(shí)候，會(huì)采納將復(fù)雜咨詢題的舉行簡單化處理?，F(xiàn)實(shí)事情也是如此，大多數(shù)工程實(shí)際咨詢題非常難求得精確的解，而只能求近似解。而有限元的計(jì)算精度高,何況能滿腳各種復(fù)雜形狀,可以滿腳實(shí)際工程咨詢題的精度要求。所以，有限元法成為了一種十分熱門的工程分析手段。有限元的進(jìn)展也記憶了以下幾個(gè)過程：

1943年柯朗教授在首次論文中嘗試將一系列三角形區(qū)域上的分片延續(xù)函數(shù)和最小位能原理相結(jié)合，來求解圣維南扭轉(zhuǎn)咨詢題。

XXX克拉夫在自個(gè)兒的論文首次提出“有限元法”那個(gè)名詞。

1965年馮康發(fā)表了論文“基于變分原理的差分格式”，這篇論文是國際學(xué)術(shù)界承認(rèn)我國獨(dú)立進(jìn)展有限元辦法的要緊依據(jù)。

1970年隨著科學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件開辟的別斷進(jìn)展，有限元也得到迅猛進(jìn)展。

2.2彈性力學(xué)基本概念及理論

彈性力學(xué)也稱彈性理論，要緊研究彈性體在外力作用或溫度變化等外界因素下所產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和位移，從而解決結(jié)構(gòu)或機(jī)械設(shè)計(jì)中所提出的強(qiáng)度和剛度咨詢題。而彈性力學(xué)是有限元分析的基礎(chǔ)，下面具體介紹彈性力學(xué)的基本理論。

第3章金槍魚圍網(wǎng)船主桅結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著人類文明的別斷進(jìn)步和進(jìn)展，人們對(duì)原材料、日子物質(zhì)和能源的消耗越來越多，假如長此下去，能源危機(jī)的咨詢題也越來越成為一具突出的社會(huì)咨詢題。所以，怎么減少能源及物質(zhì)消耗、落低生產(chǎn)成本越來越受到專家學(xué)者的重視，對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)的辦法的研究也越來越多。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，一方面能夠落低生產(chǎn)創(chuàng)造成本和減少能源物質(zhì)消耗，另一方面也可以改進(jìn)產(chǎn)品的外形、提高產(chǎn)品質(zhì)量。所以，優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念越來越深入人心了。

3.1基于APDL的優(yōu)化設(shè)計(jì)

第二章節(jié)我們差不多具體介紹了有限元的基本原理及辦法。我們在舉行有限元分析的流程中，其中涉及到參數(shù)包括長度、寬度、厚度、高度等幾何參數(shù)、材料的彈性模量及泊松比、外載荷的大小和方向等都能夠參數(shù)化表示，只要將這些參數(shù)變量的初值改變，我們就可以得到各種各樣的設(shè)計(jì)方案。而基于APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)也是從那個(gè)點(diǎn)動(dòng)身的，在滿腳目標(biāo)物體在滿腳使用要求或者符合規(guī)范要求的前提下，舉行優(yōu)化設(shè)計(jì)，然后得到各種設(shè)計(jì)方案，尋求符合要求的最優(yōu)解。在實(shí)際的工程中，我們經(jīng)常會(huì)越到如此的咨詢題，比如怎么使物體的分量最小，怎么使一具項(xiàng)目的花費(fèi)最少，怎么使一具結(jié)構(gòu)承受的應(yīng)力最小或者是怎么使一具物體的面積最大等等如此一系列的優(yōu)化咨詢題。我們在優(yōu)化的過程中，還必須確保優(yōu)化目標(biāo)可以保證工作需要，可以滿腳相關(guān)的規(guī)范要求，也可以滿腳現(xiàn)有材料的要求。如果沒有這些約束條件下的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這么優(yōu)化就沒有實(shí)際意義了。

APDL參數(shù)化有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)要緊包括以下幾個(gè)過程：

1．設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)的變量：在舉行初步設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們會(huì)對(duì)目標(biāo)體的初值舉行別停地調(diào)整，然而這種調(diào)整并別是沒有依據(jù)的，我們必須規(guī)定初始變量的范圍，在那個(gè)許可的范圍內(nèi)舉行調(diào)整。

2．目標(biāo)體的狀態(tài)變量：優(yōu)化設(shè)計(jì)的狀態(tài)變量與初值一樣也有相應(yīng)的變化范圍，它是設(shè)計(jì)變量的函數(shù)。它也許惟獨(dú)上限要求也也許惟獨(dú)下限要求，或者上限、下限都有要求。我們比較常見的狀態(tài)變量，比如結(jié)構(gòu)體的極限強(qiáng)度要求，物體的振幅等等。

3．優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)：在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，我們必須將需要優(yōu)化的變量與已知的量建立數(shù)學(xué)上的函數(shù)關(guān)系，這算是我們所講的目標(biāo)函數(shù)。比如變量也許會(huì)是質(zhì)量、體積、力等等，函數(shù)關(guān)系就也許是目標(biāo)函數(shù)的均值最小，或者方差做小等等。4．優(yōu)化設(shè)計(jì)的工具：ANSYS軟件提供了兩種優(yōu)化辦法。一種是零階優(yōu)化辦法，另一種是一階優(yōu)化辦法。零階辦法是一具比較成熟的優(yōu)化辦法，它能夠用來解決大部分的工程優(yōu)化咨詢題。而一階優(yōu)化辦法更適合更復(fù)雜、精度要求更高的優(yōu)化咨詢題。

3.2優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體步驟

APDL優(yōu)化設(shè)計(jì)分析也一套完整的過程，具體表述如下：

1．處理器時(shí)期：

(1)在前處理器中建立參數(shù)化模型。

(2)在求解器中求解。

(3)在后處理器中提取，然后設(shè)定狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)。

2．優(yōu)化設(shè)計(jì)器時(shí)期

(1)設(shè)定分析文件。

(2)聲明優(yōu)化變量，包括設(shè)計(jì)變量、狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)。

(3)挑選優(yōu)化的辦法

(4)指定優(yōu)化循環(huán)操縱方式。

(5)舉行優(yōu)化分析。

(6)查看設(shè)計(jì)序列的結(jié)果。

（7）檢查優(yōu)化設(shè)計(jì)的序列

3.3桅桿的優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于美式金槍魚圍網(wǎng)漁船在總布置設(shè)計(jì)中的特別要求，就導(dǎo)致該船的穩(wěn)性咨詢

題成為一大難點(diǎn)。提高船舶穩(wěn)性的措施普通做法算是減低船上各種設(shè)備和分量布置的重心高度，在船的底部加壓載物。然而思考美式金槍魚圍網(wǎng)漁船在設(shè)計(jì)要求上就需要盡量增大艙容，捕撈更多的金槍魚。所以，對(duì)金槍魚圍網(wǎng)漁船主桅的優(yōu)化設(shè)計(jì)就越來越受到船東和設(shè)計(jì)方的重視。在設(shè)計(jì)桅桿的過程就要盡量地減低桅桿的重心高度，從而來提高船舶的穩(wěn)性。下面就基于APDL語言對(duì)桅桿的要緊參數(shù)舉行優(yōu)化分析。

思考美式金槍魚圍網(wǎng)漁船的桅桿結(jié)構(gòu)形式差不多確定，并且也別能改變原有的外載荷，因此最后思考去優(yōu)化桅桿桿件的截面積，使之在滿腳強(qiáng)度要求的事情使分量最輕。

依照寧波東紅船舶與海洋股份有限公司所提供的桅桿設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖，分析桅桿的要緊參數(shù)。

在優(yōu)化的過程中，我們通常將桅桿的桿件舉行分組，使得同組的桅桿桿件具有相同規(guī)格的截面。假如別如此分組的話，在實(shí)際優(yōu)化過程，不會(huì)每一根桿件都取別同的截面，因此就能夠舉行分組優(yōu)化，減少工作量。其中有一點(diǎn)值得我們注意的是在優(yōu)化過程中，我們別改變原有桿件的壁厚，只對(duì)半徑舉行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.3.1確定桅桿設(shè)計(jì)變量

經(jīng)過對(duì)桅桿結(jié)構(gòu)分析，確定桅桿要緊4根桿件的截面半徑：r1、r2、r3、r4。

3.3.2確定桅桿狀態(tài)變量

美式金槍魚圍網(wǎng)漁船在捕魚的整個(gè)過程中，通常風(fēng)載、波紋載荷等隨機(jī)因素的妨礙是別可忽略的，風(fēng)載、波紋載荷等隨機(jī)因素的妨礙本文將經(jīng)過安全系數(shù)來思考。以上三種工況基本上在絞機(jī)勻速起吊，在風(fēng)載、波紋載荷等隨機(jī)因素的妨礙別思考時(shí)可處理為靜力平衡狀態(tài)。桅桿所承受的應(yīng)力要緊集中與吊桿等連接處。

3.3.3確定目標(biāo)函數(shù)

我們舉行桅桿優(yōu)化的要緊目的算是使桅桿的分量可以盡量地減輕，因此就把桅桿的分量作為目標(biāo)函數(shù)。桅桿結(jié)構(gòu)基本上由鋼結(jié)構(gòu)組成的，因此桅桿的密度基本上一

定的，并且有公式：質(zhì)量=密度*體積，因此就能夠把桅桿的體積作為優(yōu)化的目標(biāo)。

3.3.4挑選優(yōu)化辦法

ANSYS軟件提供了兩種優(yōu)化辦法。一種是零階優(yōu)化辦法，另一種是一階優(yōu)化辦法。零階辦法是一具比較成熟的優(yōu)化辦法，它能夠用來解決大部分的工程優(yōu)化咨詢題。而一階優(yōu)化辦法更適合更復(fù)雜、精度要求更高的優(yōu)化咨詢題。

1．零階辦法是目前處理工程實(shí)際咨詢題中最常見的一種辦法，它的做法算是使目標(biāo)體的目標(biāo)函數(shù)和狀態(tài)變量無限地逼近。

2．一階辦法是一種精度非常高的優(yōu)化設(shè)計(jì)的辦法。一階優(yōu)化辦法盡管結(jié)果精度高，然而計(jì)算工作量很大。并且我們也別要走出如此的誤區(qū)，有時(shí)候計(jì)算精確并別一定可以使計(jì)算的結(jié)果更準(zhǔn)確。我們在挑選優(yōu)化設(shè)計(jì)的辦法時(shí)，下面幾點(diǎn)需要引起我們的注意：

(1)我們在采納一階辦法舉行優(yōu)化設(shè)計(jì)，假如浮現(xiàn)了計(jì)算結(jié)果在別合理的設(shè)計(jì)序列上收斂。我能夠思考采納零階辦法，如此可以更好地去研究整個(gè)設(shè)計(jì)空間。(2)一階辦法比起零階優(yōu)化設(shè)計(jì)辦法，我們更容易得到局部的最小值。如此得到的最小值也許別是我們需要的結(jié)果，假如浮現(xiàn)這種事情，我們能夠經(jīng)過零階辦法舉行驗(yàn)證。

3.3.5優(yōu)化設(shè)計(jì)過程

(1)建立參數(shù)化的模型

以參數(shù)作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的變量，在PREP7中完成建模工作。其中設(shè)計(jì)變量4組桿件截面的半徑為r1、r2、r3、r4。如此就把寧波東紅船舶海洋工程股份有限公司設(shè)計(jì)的桅桿的桿件參數(shù)作為變量的初始值：

FINISH

/CLEAR

/PREP7

!設(shè)計(jì)變量的初始化

r1=4.5

r2=2.6

r3=2.10

r4=1.6

！舉行三維建模

……

ET，1，BEAM44

！定義單元類型；定義截面，材料屬性；網(wǎng)格化；

3.4本章小結(jié)

本章要緊工作是介紹APDL優(yōu)化的具體的過程，然后利用這種辦法對(duì)桅桿的參數(shù)舉行優(yōu)化。要緊內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：

（1）概述了APDL優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念；

（2）簡述了優(yōu)化過程的整個(gè)框架流程；

（3）描述了桅桿優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體過程。

第4章金槍魚圍網(wǎng)船主桅結(jié)構(gòu)建模

4.1主桅桿模型介紹

美式金槍魚圍網(wǎng)漁船的漁撈設(shè)備布置如圖1所示。該船機(jī)艙位于艏部，上層建造設(shè)在舯前，舯部有主桅桿，其上方有瞭望臺(tái)。主桅桿向后有長為18.5米的漁撈吊桿，負(fù)荷為7噸，上面懸有動(dòng)力滑車，動(dòng)力滑車能承載的最大載荷是32噸。另外還有2個(gè)9米長的小吊桿。關(guān)于主桅而言，要緊的受力點(diǎn)為各吊桿的承座、絞機(jī)與滑車的支點(diǎn)等。

美式金槍魚圍網(wǎng)漁船的主桅桿的有限元結(jié)構(gòu)模型是由主桅結(jié)構(gòu)及其附近區(qū)域的艏樓甲板結(jié)構(gòu)和主甲板結(jié)構(gòu)組成的，它的建模以寧波東紅船舶與海洋工程設(shè)計(jì)股

份有限公司提供的結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)。主桅的結(jié)構(gòu)采納的鋼板是A32高強(qiáng)度鋼板，艏樓甲板和主甲板結(jié)構(gòu)所采納的鋼板是CCSA鋼板。

本文采納的是ANSYS有限元軟件，其計(jì)算精度是毋庸置疑的，其處理關(guān)鍵便是怎么處理得符合實(shí)際事情，并最后得到精確的計(jì)算結(jié)果。本文的結(jié)構(gòu)分析要緊有以下幾個(gè)重要步驟：要緊結(jié)構(gòu)模型的建立、邊界條件的處理、以及模型加載、最終舉行計(jì)算分析等。本章要緊討論了整個(gè)模型的建立過程和分析。

本文對(duì)主桅結(jié)構(gòu)舉行有限元分析要緊是應(yīng)力和變形的分析，包括下列方面：1）、對(duì)船舶資料舉行閱讀分析，包括型線圖、基本結(jié)構(gòu)圖、總布置圖、等等。

2）、依照?qǐng)D紙資料建立有限元模型。

3）、模型建立好后先依照實(shí)際載荷，將桅桿按照實(shí)際事情校正并將載荷按照實(shí)際事情在桅桿上布。并舉行靜水校核，確保模型的正確性。

4.2桅桿及附近甲板結(jié)構(gòu)有限元模型的建立

對(duì)有限元舉行分析則必須先要建立有限元模型，它是所有后續(xù)工作的基礎(chǔ)，盡管在建模過程中，建模的難度別大，然而要想提高建模準(zhǔn)確度以及效率，則必須要學(xué)會(huì)一些辦法和小技巧；此外還必須有一定的檢查錯(cuò)誤和修改模型錯(cuò)誤的能力。因此講那個(gè)過程有一定并且工作量大也非常復(fù)雜。

建模過程當(dāng)中，會(huì)依照具體的模型結(jié)構(gòu)來簡化一些構(gòu)件，由于本船是海船，構(gòu)件大多尺寸都非常大，因此絕大部分基本上用板單元(shell)來舉行模擬，同時(shí)以四邊形居多，其他也有許多地點(diǎn)舉行了簡化，比如小孔能夠別用開，因?yàn)檫@些小孔盡管對(duì)局部強(qiáng)度有著妨礙，然而妨礙十分小，建出來即白費(fèi)時(shí)刻又不可能妨礙整個(gè)模型的計(jì)算精度。

4.2.1桅桿及附近結(jié)構(gòu)有限元建模原則

結(jié)構(gòu)有限元建模是個(gè)比較繁瑣復(fù)雜的過程，所以要提高建模效率，加快建模進(jìn)程時(shí)刻則需要有個(gè)建模順序、層次。在實(shí)際建模過程中，是沒有一具固定的建模順序的，但是優(yōu)化的建模思路和辦法會(huì)使模型建立更容易。

通常，在舉行有限元模型建立的時(shí)候，我們必須思考實(shí)際具體的分析目的來

舉行相應(yīng)的別同的建模型式和結(jié)構(gòu)。針對(duì)同一具實(shí)際模型而言是能夠依照別同的需求去建立別同型式的模型的。并且在整個(gè)有限元模型要想正確建立就必須要可以正確分析認(rèn)識(shí)其承受載荷的模式原理，載荷經(jīng)過構(gòu)件的的傳遞以及相應(yīng)的應(yīng)力變形特征。如若別然，模型的準(zhǔn)確性無法保障，因此，要想保證建模的正確性就必須要正確的劃分網(wǎng)格線，經(jīng)過各種類型單元的合理組合來模擬真實(shí)事情。

船體結(jié)構(gòu)的建模原則有如下幾點(diǎn)：

1）正常事情下，假若船體結(jié)構(gòu)是沿著中縱剖面對(duì)稱的，這么就只需要建出一半模型即可，假若非對(duì)稱的，那就必須都建立出來。

2）對(duì)構(gòu)件的簡化僅僅是對(duì)一些次要構(gòu)件的簡化，而對(duì)一些要緊構(gòu)件，例如構(gòu)成橫向框架的橫梁、肋骨、肋板、艙壁以及參與總縱強(qiáng)度的縱向骨材桁材以及板材都必須盡可能按照真實(shí)事情模擬，而一些連接的地點(diǎn)的構(gòu)件則能夠簡化，如肘板之類的。

3）對(duì)有限元網(wǎng)格的劃分要求，若網(wǎng)格太過細(xì)，這么必定會(huì)給建模帶來工作量的增加；若網(wǎng)格太過粗，這么計(jì)算結(jié)果又別能非常好的表達(dá)局部細(xì)節(jié)處的響應(yīng)。因此要依照具體咨詢題具體討論，目前關(guān)于各類規(guī)范要緊有兩慷慨面的劃分網(wǎng)格的辦法：第一種是粗網(wǎng)格，這種劃法是依據(jù)要緊構(gòu)件在船體中所處的位置來舉行劃分網(wǎng)格的；另一種則是細(xì)網(wǎng)格，要緊依據(jù)骨材（肋骨）的間距來劃分網(wǎng)格。目前，大部分規(guī)范都采納細(xì)網(wǎng)格的方法。

4）粗網(wǎng)格的有限元模型能夠非常好的表達(dá)總縱彎曲，然而對(duì)加強(qiáng)筋和板格單元的反映卻別是非常好。所以劃分為粗網(wǎng)格的模型單元經(jīng)常是用膜單元于桿單元來建模，然而桿元只能受拉壓而別能承受彎曲和扭轉(zhuǎn)，因此在承受總縱彎矩的結(jié)構(gòu)應(yīng)用梁單元。由于膜單元是別具有面外剛度的，因此有時(shí)候還需要用梁單元來支撐膜單元。

5）網(wǎng)格細(xì)化的有限元模型能夠十分詳細(xì)真實(shí)的表達(dá)實(shí)際事情，這種模型中的板殼構(gòu)件（如甲板、外殼、艙壁等）普通用板單元舉行模擬，骨材普通用梁單元模擬，一些支撐構(gòu)件如支柱能夠用桿單元模擬，因?yàn)榱簡卧軌蚴諒澢まD(zhuǎn)而桿單元不好，因此桿單元?jiǎng)e可以替代梁單元去模擬一些骨材構(gòu)件。

6）要緊的常用單元類型有如下幾種：板單元、梁單元、桿單元等。同時(shí)平時(shí)只用得到簡單單元，這些單元基本上節(jié)點(diǎn)處于角點(diǎn)處的單元。通常例如五邊形或

者八邊形之類的高階單元是非常少用的，也沒有必要。

7）在