文档介绍：江苏科技大学
硕士学位论文
基于ANSYS玻璃钢快艇结构参数化有限元分析模块的研究
姓名:王宇峰
申请学位级别:硕士
专业:船舶与海洋结构物设计制造
指导教师:周玉龙
2010-12-27
摘要
摘要
目前,玻璃钢快艇的速度越来越快,对玻璃快艇的结构要求越来越高,为了减轻
艇体的重量和优化艇体结构,设计师设计出大量的新型快艇,而现有关于玻璃钢快艇
的结构强度设计计算方法(或规范)总是滞后于实船设计的要求,因而也落后于市场
的需求,使得工程师常常处于结构设计的尴尬境地。有限元分析方法是现行较为通用
的船舶结构强度分析计算方法,因此有限元方法是玻璃钢快艇结构分析的较佳选择。
在使用有限元软件对船舶进行结构设计分析时,对使用者的软件专业知识要求较高,
而且工程师需要花费大量的时间在有限元模型的建立和修改上。在建模过程中前处理
过程繁琐、复杂、容易出错,因此需要寻找一种高效便捷的解决方法。本文将参数化
的思想引入有限元分析过程中,以参数的形式建立调整分析模型。
本文首先针对玻璃钢材料的结构特点进行初步研究,采用经典层合理论分析了玻
璃钢层合板的应力-应变关系,并采用 Reissner 理论分析了玻璃钢夹芯结构的应力-应
变关系。根据玻璃钢材料的特点选取了 ANSYS 中特有层合单元来模拟玻璃钢的层合
和夹层结构,并将 ANSYS 层合单元的计算结果与已有试验进行对比分析。
其次,针对玻璃钢快艇的结构,本文基于 ANSYS 平台开发了玻璃钢快艇的结构
强度参数化有限元分析软件。运用 ANSYS 及其参数化设计语言 APDL 编写有限元分
析模块,并借助开发工具完成该系统与 ANSYS 之间的数据交互,并实现了
对 ANSYS 的封装。从而使对玻璃钢快艇结构的分析变的高效、便捷,具有较好的工
程实用价值。
最后,以 64’玻璃钢快艇实艇为算例,对开孔舱段、未开孔舱段、艇底板架和舷侧
板架进行计算分析。分析结果与实艇实际情况符合性较好,说明该系统可靠具有很好
的工程应用前景。

关键词快艇;玻璃钢;结构强度;有限元;参数化
Abstract
Abstract
With the development of yacht’s material, a plenty of new-type yachts are designed to
achieve the requirements of high speed of yacht. However, the limitation of calculation
method for the structural strength could not catch up with the requirements of designs and
markets. The FEA, which is mon calculated method for ship’s structural strength, can
be the best choice to analyze FRP yacht. The advanced technology requires designers’
advanced special knowledge and plenty of time on building and improving finite element
model and there are also some other problems during the process, such plex process,
fallible, time-consuming. What we need to do is find a more efficient way. In this article we
link the thoughts of parameter to the FEA to rebuild and adjust analysis model.
Firstly, we took advantage of typical laminated theory to analyze the relationship
between stress-strain and FRP lamination, and then observed the stress-strain relationship
between FRP sandwich structure and Reissner theory. According to the characters of F