散货船顶边舱横隔板的拓扑优化设计

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作   者：

严卫祥;  赵文斌;  匡岩;  夏利娟; 

作者机构：

上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院;  上海船舶研究设计院; 

关键词：

有限元强度校核;  拓扑优化;  散货船结构;  顶边舱横隔板; 

期刊名称：

舰船科学技术

i s s n：

1672-7649

年卷期：

2024 年 004 期

页   码：

21-26

摘   要：

针对散货船顶边舱横隔板的设计主要靠母型船和工程师经验进行，以横隔板重量最轻为目标，参照原始设计的应力结果进行基于应力约束的拓扑优化。基于原始设计方案，去除顶边舱横隔板上的开孔面板、防倾肘板和屈曲筋，对结构进行细化后获得响应工况的应力作为拓扑优化的应力约束。分别对单个横隔板进行拓扑优化和对货舱内所有横隔板进行拓扑优化。基于拓扑优化结果，设计新的横隔板开孔方式并进行详细设计，并基于三舱段有限元计算对优化设计进行粗网格和细化分析校核。优化后的构型相对原始设计能获得更轻便的重量和更小的应力结果。本文的研究可以为散货船的拓扑优化、顶边舱横隔板的设计提供参考。