58米甲板駁總縱強度直接計算【文獻綜述】

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1、東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文文獻綜述畢業(yè)設(shè)計文獻綜述船舶與海洋工程58米甲板駁總縱強度直接計算摘要：在船體結(jié)構(gòu)的方面安全性問題越來越得到重視。至于如何精確地計算船體的總縱極限強度,已經(jīng)成為船舶安全性和生命力的關(guān)鍵。長期以來,人們一直致力于開發(fā)各種極限強度的求解方法,一種計算船體總縱極限強度的方法即非線性有限元法隨著計算機軟硬件飛速發(fā)展而得到廣泛的應(yīng)用。該方法很好的考慮了影響船體總縱極限強度的一些敏感因素,例如材料的彈塑性屬性、單元的幾何非線性行為以及單元的屈曲強度和后屈曲強度。關(guān)鍵字：船體有限元強度1發(fā)展歷史?　有限元的概念早在幾個世紀(jì)前就已

2、產(chǎn)生并得到了應(yīng)用。有限元法最初被稱為矩陣近似方法，應(yīng)用于航空器的結(jié)構(gòu)強度計算，并由于其方便性、實用性和有效性而引起從事力學(xué)研究的科學(xué)家的濃厚興趣。經(jīng)過短短數(shù)十年的努力，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展和普及，有限元方法迅速從結(jié)構(gòu)工程強度分析計算擴展到幾乎所有的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，成為一種豐富多彩、應(yīng)用廣泛并且實用高效的數(shù)值分析方法[1]。前處理技術(shù)伴隨著有限元技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展.最早的有限元網(wǎng)格自動剖分出現(xiàn)于70年代初.首先在待解子域中隨機生成節(jié)點，將其連接起來形成三角形單元.用Delaunay算法可獲得性能優(yōu)良、形狀最佳的三角形單元.因而頗受歡迎，成為三角

3、形單元自動剖分的主要方法.映射法也是早期出現(xiàn)的較優(yōu)秀的方法，如保角映射法、拉普拉斯映射法、等參映射法、超限映射法和近幾年在國內(nèi)出現(xiàn)的模板法。映射法需要準(zhǔn)備大量的數(shù)據(jù)，只能算是半自動方法，但由于概念明確、方法簡單、單元性能較好，對規(guī)則均一的區(qū)域，適用性很強，所以得到了較大的發(fā)展，并一度成為商用軟件的主要方法[2]。此外，還有遞歸分解法(又稱拓撲分解法）、四分法、Paving法和前沿(front)法，以及由前沿法改進而形成的行波(advancingfront)法等均能生成質(zhì)量較高的單元[3]。三角形單元精度比四邊形單元低但對邊界的適應(yīng)性強，應(yīng)用廣

4、泛。在四邊形單元生成法中[4]，除了映射法、四分法和Paving法外，合成法生成的四邊形單元具有較高的質(zhì)量。3東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文文獻綜述2現(xiàn)狀?　近年來隨著計算機技術(shù)的普及和計算速度的不斷提高[5],有限元分析在工程設(shè)計和分析中得到了越來越廣泛的重視，已經(jīng)成為解決復(fù)雜的工程分析計算問題的有效途徑，現(xiàn)在從汽車到航天飛機幾乎所有的設(shè)計制造都已離不開有限元分析計算，其在機械制造、材料加工、航空航天、汽車、土木建筑、電子電器，國防軍工，船舶，鐵道，石化，能源，科學(xué)研究等各個領(lǐng)域的廣泛使用已使設(shè)計水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（

5、1）增加產(chǎn)品和工程的可靠性；（2）在產(chǎn)品的設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)潛在的問題；（3）經(jīng)過分析計算，采用優(yōu)化設(shè)計方案，降低原材料成本；（4）縮短產(chǎn)品投向市場的時間；（5）模擬試驗方案，減少試驗次數(shù)，從而減少試驗經(jīng)費。從現(xiàn)今的國際上的CAE軟件的發(fā)展情況，能看出有限元分析的以下幾部分發(fā)展趨勢。（1）與CAD軟件的無縫集成[6]當(dāng)今有限元分析軟件的一個發(fā)展趨勢是與通用CAD軟件的集成使用，即在用CAD軟件完成部件和零件的造型設(shè)計后，能直接將模型傳送到CAE軟件中進行有限元網(wǎng)格劃分并進行分析計算，如果分析的結(jié)果不滿足設(shè)計要求則重新進行設(shè)計和分析，直到滿意為止，從

6、而極大地提高了設(shè)計水平和效率。（2）更為強大的網(wǎng)格處理能力有限元法求解問題的基本過程主要包括：分析對象的離散化、有限元求解、計算結(jié)果的后處理三部分。由于結(jié)構(gòu)離散后的網(wǎng)格質(zhì)量直接影響到求解時間及求解結(jié)果的正確性與否，近年來各軟件開發(fā)商都加大了其在網(wǎng)格處理方面的投入，使網(wǎng)格生成的質(zhì)量和效率都有了很大的提高，但在有些方面卻一直沒有得到改進，如對三維實體模型進行自動六面體網(wǎng)格劃分和根據(jù)求解結(jié)果對模型進行自適應(yīng)網(wǎng)格劃分，除了個別商業(yè)軟件做得較好外，大多數(shù)分析軟件仍然沒有此功能。（3）由求解線性問題發(fā)展到求解非線性問題隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，線性理論已經(jīng)遠遠

7、不能滿足設(shè)計的要求，許多工程問題如材料的破壞與失效、裂紋擴展等僅靠線性理論根本不能解決，必須進行非線性分析求解。非線性問題的求解是很復(fù)雜的，它不僅涉及到很多專門的數(shù)學(xué)問題，還必須掌握一定的理論知識和求解技巧，學(xué)習(xí)起來也較為困難。為此國外一些公司花費了大量的人力和物力開發(fā)非線性求解分析軟件。（4）由單一結(jié)構(gòu)場求解發(fā)展到耦合場問題的求解3東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文文獻綜述有限元分析方法最早應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，主要用來求解線性結(jié)構(gòu)問題，實踐證明這是一種非常有效的數(shù)值分析方法。而且從理論上也已經(jīng)證明，只要用于離散求解對象的單元足夠小，所得的解就可足

8、夠逼近于精確值?，F(xiàn)在用于求解結(jié)構(gòu)線性問題的有限元方法和軟件已經(jīng)比較成熟，發(fā)展方向是結(jié)構(gòu)非線性、流體動力學(xué)和耦合場問題的求解。（5）程序面向用戶的開放性隨著商業(yè)化的提