Анализ усиленной шпангоутной рамы и отыскание её оптимального варианта.
В качестве источника геометрических характеристик шпангоутной рамы была взята модель из альбома конструктивных мидель-шпангоутов транспортных судов под редакцией Рябова Л.И. Данный тип шпангоутной рамы применяется при строительстве универсальных сухогрузных судов.
Рис.1 Шпангоутная рама универсального сухогрузного судна
Расчет на прочность шпангоутной рамы показал, что максимальные напряжения в деформированном состоянии будут равны 182.306 МПа, что соответствует предъявляемым нормам прочности.
Рис.2 Напряжения, возникающие в шпангоутной раме
Деформированное состояние шпангоутной рамы показано на рис.8
Рис.3
В качестве параметра состояния принято максимальное напряжение, возникающее в шпангоутной раме под воздействием нагрузки. Был задан порог допустимых значений напряжения, равный 200 МПа.
В качестве переменных проектирования были приняты:
1.Высота стенки шпангоута в разных его частях
2.Радиусы округления в местах наибольшего напряжения
Рис.4 Переменные проектирования шпангоутной рамы
Оптимизация конструкции проводилась методом первого порядка. Для отыскания оптимального варианта конструкции программе потребовалось 5 итераций. Результаты расчета показали следующие оптимальные значения параметров проектирования:
В результате оптимизации масса конструкции уменьшилась на 5.8% по отношению к первоначальной, напряжения не превысили заданного ограничения.
Рис.5 Нахождение оптимального значения функции цели
Рис.6 Напряжения после оптимизации
No comments:
Post a Comment