Проектирование судовых перекрытий

Другое » Анализ оптимальных проектов элементов корпуса с кницными соединениями » Проектирование судовых перекрытий

Проектирование судового перекрытия предполагает определение топологической схемы, т.е. выбор системы набора, установление количества и расположения балок каждого направления, а также определение формы и размеров поперечных сечений балок. Шпации продольного и поперечного набора обычно согласуются со шпацией смежных конструкций. Например, поперечная шпация палубного перекрытия должна соответствовать поперечной шпации связей борта и днища. Поэтому вычислять ее значение следует при рассмотрении корпуса судна в целом или, по крайней мере, отсека, ограниченного поперечными переборками. Шпации продольных ребер жесткости, да и сами их размеры находят в результате решения задачи о распределении материала в поперечном сечении корпуса судна. Таким образом, некоторые параметры, характеризующие перекрытие, известны из решения внешних по отношению к перекрытию задач. Их можно рассматривать как координирующие переменные между задачами различных уровней. Другие параметры – положение и количество рамных связей, форма и размеры их поперечного сечения – определяются особенностями работы собственно перекрытия и принимаются за переменные проектирования.

В качестве функции цели в большинстве случаев может быть принята масса, которая при фиксированной топологии обусловлена лишь размерами поперечных сечений связей. Варьирование количеством связей отражается на трудоемкости изготовления перекрытия, что может быть учтено, если за функцию цели принять стоимость. Во всех случаях функция цели перекрытия должна согласовываться с функцией цели внешней задачи - проектирования отсека или корпуса судна в целом.

Выделяя оптимизируемое перекрытие из состава конструкции, особое внимание следует обращать на назначение граничных условий, поскольку перекрытия (упругая или жесткая заделка связей) зависит не только от условий нагружения конструкции. Но и от относительных жесткостных характеристик смежных частей конструкции и перекрытия, которые в процессе оптимизации изменяются. В связи с этим в расчетную модель оптимизируемого перекрытия необходимо включать элементы смежных конструкций. Наиболее полный учет влияния смежных конструкций обеспечивают расчетные модели метода суперэлементов, в соответствии с которым составляется расчетная модель всей конструкции корпуса или нескольких смежных отсеков. Из нее, как подконструкция, выделяется рассматриваемое перекрытие. Оставшаяся часть модели с помощью процедуры статической конденсации приводится к граничным узлам перекрытия. Заметим, что порядок разрешающей системы уравнений, описывающей состояние перекрытия, не увеличивается. Этот подход целесообразно применять в тех случаях, когда решается задача оптимизации связей в отсеке корпуса судна, и имеются все необходимые данные о смежных конструкциях.

Наиболее распространенный вид поперечного сечения для расчетных моделей судовых перекрытий – несимметричный двутавр, описываемый четырьмя переменными геометрическими размерами.

Реальные судовые перекрытия представляют собой регулярные конструкции со сравнительно небольшим количеством типоразмеров связей. Это целесообразно учитывать при формулировке задачи оптимизации и вводить один набор переменных для связей одного типа. Из конструктивно-технологических соображений задаются ограничения на габаритные размеры элементов поперечного сечения и требования сохранения соотношений между размерами сечений связей различных типов, например, равенства высоты всего рамного набора к высоте ребер жесткости, требование одинаковых размеров свободных поясков различных связей.

О программе Ansys

Программа ANSYS располагает возможностями не только для расчета конструкции, но и для отыскания ее оптимального варианта (оптимального проекта). Оптимальным является проект, отвечающий всем предъявляемым требованиям и имеющий минимальные значения определенных показателей, таких как вес, площадь поверхности, объем, напряжения, собственные частоты и т. п.

В ANSYS доступны методы и средства оптимизации. Следует сразу указать разницу между ними. Методы оптимизации (methods) обеспечивают оптимизацию целевой функции путем варьирования входных параметров. Средства оптимизации (tools) обеспечивают получение нескольких наборов выходных параметров (целевая функция, переменные состояния) при изменении входных параметров по заданному закону, оптимизацию целевой функции они не производят.

Другие публикации:

Антропогенное воздействие на морскую среду
Загрязнение морской среды может быть вызвано как природными естественными процессами, так и антропогенными воздействиями. Природное загрязнение морской среды обычно ассоциируется с катастрофическими явлениями естественного происхождения (извержение вулканов, землетрясение, цунами), их воздействие в ...

Оптимизация числа постов обслуживания
С помощью разработанной программы произведем расчет параметров системы для числа постов = 2, 3,…,9 После моделирования выяснилось, что самое оптимальное количество постов будет 5 при количестве персонала 5 человек. Результаты моделирования сводим в таблицу 1 и строим графики всех показателей от кол ...

Доведение принятых планов до ДСЦ, ДСП
После окончания расчета ДСЦС имеет возможность еще раз просмотреть все рекомендации ПЭВМ перед тем, как выдать их исполнителям в качестве заданий. Для этого после утверждения или отмены макета ППТ на экран выдается запрос необходимости печати результатов планирования «Желаете ли просмотреть макеты ...