某设备加强结构优化设计研究.pdf

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1、第24卷第6期(总第144期)船舶Vo1．24No．62013年12月SHIP＆BOATDecember，2013[船舶结构]某设备加强结构优化设计研究王颖博田喜民，顾汉才(1．中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011；2．上海交通大学上海200240)[摘要]随着船舶设计技术的发展和船舶性能的高要求，船用装备的要求也不断提高，这对船舶的结构设计提出了更高的要求；但依据原有的设计经验已远远不够，故采用有限元法对某船机库顶部某设备的两种加强结构形式进行计算和对比分析，给出相对较佳的结构加强和优化意见。[关键词]设备加强；衡准；振动；有限元分析[中图分类

2、号]U661．43[文献标志码]A[文章编号]1001—9855(2013)06—0032—05UDtJl●ml●ZaUJ●0nd’es·ign0nrei·nr^orcement·st·ruct·ureof·lcert·a-inequi-pment‘WANGYing—b0TIANXi—min，GUHan—cai(1．MarineDesign&ResearchInstituteofChina，Shanghai20001l，China；2．ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Alo

3、ngwiththedevelopmentofshipdesigntechnologyandhigherrequirementsofshipperformance，therequirementsfortheseabornemachineryareimprovingcontinuously，whichbringstheforwardhigherrequirementsforshipstructuraldesign．However，thecumulativedesignexperienceissorelyinadequate．Therefore，twokind

4、sofenhancedstructureofequipmentinstalledonthetopofgaragearecalculatedandcomparedbyFiniteElementMethod，whichprovidesthebetterenhabcedstructureandsuggestionofoptimization．Keywords：equipmentreinforcement；criteria；vibration，finiteelementanalysis0引言7{●一设备处于某型船直升机机库顶部．由于该型iZ丁‘一毒一，—J船功能

5、及布置的特殊性以及该设备对结构强度、刚l10士7度和振动性能提出了较高的要求，且该设备下方无-·一围壁和支柱作为支撑，因此结构的设计非常困难。本一1¨⋯～⋯一r⋯__'-。。⋯下⋯文对所采用的两种加强方法进行了计算与对比分析。I一{Ilr1设备加强结构～⋯】．根据总布置及结构规范设计要求．本文设计了两种典型结构加强形式(分别如图1、图2所示)。[收稿日期]2013—03—11；[修回日期]2013—05—02[作者简介]王颖博(1984一)，男，工程师，研究方向：船舶结构设计及强度研究。田喜民(1981一)，男，博士，研究方向：船舶结构设计及波浪载荷研究

6、。顾汉才(1940一)，男，高级工程师，研究方向：船舶结构设计及强度研究。32第24卷第6期(总第144期)船舶V01．24NO．620l3年l2月SHIP＆B0ATDecember．20l33．2载荷计算在横摇状态下，船舶运动的惯性力为设备主要参数如下：=0设备质量1．92t=((5)设备工作时所受载荷68．6kN4"rr2M(=y设备工作时速度参数V320rad／min、计算载荷由三部分组成：设备工作时所受载荷、在纵摇状态下，船舶运动的惯性力为设备重量G及船舶运动的惯性力。上述三个力可分Px一4"rr2M(ZO)解为沿轴、l，轴和z轴方向的力、和(轴

7、l沿船纵向，y轴沿船横向、z轴沿船垂向)。P=0(6)船舶处于不同的状态下的计算载荷均不同。4,rr2M()=船舶处于横摇状态，方位角／3=o。时式(5)、(6)中：fFx=Kxcosa+Mgsinq~为横摇周期，此处取13s；{凡=尸y(1)为纵摇周期，此处取6S；【=K尸sin+os+船舶处于横摇状态，方位角fl=90。时．y，Z为设备质心到舰艇质心的距离，此处=一41．26m，Y=0m，Z_14．13m；』=+岭i+(2)【=Kxsina+Mgcosq~+Pz尺为舰艇质心轨迹半径，m。R=0．039-厂(C。)Cz)(7)船舶处于纵摇状态，方位角／

8、3=o。时式(7)中：C。)，C)为相关函数。f=+MgsinO+f3、【=Ks