基于有限元分析的自升式平臺桁架腿選型優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、桁架腿以其透空式結(jié)構(gòu)，有效降低了結(jié)構(gòu)重量和波流載荷，成為自升式平臺最為常見的樁腿結(jié)構(gòu)型式。對現(xiàn)有平臺結(jié)構(gòu)分析表明，桁架腿的拓?fù)湫褪?、結(jié)構(gòu)形狀和構(gòu)件尺寸設(shè)計對平臺的結(jié)構(gòu)響應(yīng)有重要影響。因此，優(yōu)化技術(shù)必將成為改進(jìn)樁腿結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要工具。
　　 本文研究了桁架腿結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化設(shè)計的理論與數(shù)值方法，建立了復(fù)雜環(huán)境下桁架腿結(jié)構(gòu)的多約束條件的設(shè)計模型，并深入研究了在復(fù)雜海洋環(huán)境作用下的桁架腿自升式平臺結(jié)構(gòu)響應(yīng)的分析技術(shù)以及大規(guī)模優(yōu)化設(shè)計問題的

2、模型和求解方法。
　　 首先，本文對自存工況下的某自升式平臺進(jìn)行了靜力分析，并根據(jù)規(guī)范對桁架腿結(jié)構(gòu)進(jìn)行了校核。結(jié)果表明，構(gòu)件的強度和穩(wěn)定性均滿足要求，而且有較大儲備，對桁架腿結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計是可行且必要的。
　　 在靜力分析基礎(chǔ)上，本文利用APDL語言建立了K型、X型和inv-K型三種型式桁架腿參數(shù)化設(shè)計模型，并根據(jù)規(guī)范給出了強度、剛度、穩(wěn)定性等約束在ANSYS優(yōu)化中的合理描述形式。優(yōu)化過程中，針對兩層設(shè)計變量耦合困難的