4优化分析

通过计算发现吊机载荷作用下，高应力区域集中出现在吊机下甲板交叉的强横梁和纵桁上，因此仅将T型材腹板厚度、T型材面板宽度和面板厚度三个尺寸作为变量对支撑结构进行优化。考虑到工程实际，将各变量定义为离散型，如表2。

在定义变量之后，指定响应作为优化约束条件和目标函数。针对本次研究，目标函数设置为甲板支撑结构质量最小；约束条件为各应力分量不超过规范规定的许用值，表3给出了优化分析中约束的具体定义。

通过OptiStruct求解，最终优化结果为T型材腹板厚度12mm，T型材面板厚度为17mm,T型材面板宽度为140mm。此时，液压折臂吊下甲板支撑结构应力云图如图3。可见，优化尺寸后支撑结构的最大剪应力为72.7MPa，最大正应力为156.5Mpa均满足了规范规定的许用值。此时，结构正应力值已经十分接近许用应力值，说明通过优化分析，我们得到了满足规范要求的最合理结构尺寸，使材料得到充分的利用，节约了成本。

5 结论

本文以液压折臂吊下甲板支撑结构为优化对象，采用HyperWorks软件进行强度评估并完成了优化分析，获得了满足船舶规范要求的结构最优尺寸。相对以往方法，该方法更加科学方便，获得的结构尺寸也更加合理。除了船体结构强度方面，在船体振动、冲击响应等方向，还可以将该方法进行进一步推广应用，这也是本文作者下一步的研究内容。

HyperWorks Application in the Design of the Supporting Structure of the Ship Deck

Zhou Weixing    Xu Feng    Xu Shuai    Zhu Minggang

Abstract: This paper shows the application of HyperWorks software in evaluating the strength of the supporting structure of hydraulic folding arm, and the application of OptiStruct module in the optimization of it. Taking deck support structure size as design variable, allowed stress as constraint, minimize the total mass. Finally get an optimal size.

Keywords: Ship Structure    Size Optimization    HyperWorks