超大型集装箱船中横隔板拓扑优化方法研究

随着国际货运需求的增加，大型集装箱船的吨位越来越大，为节约建造成本，在设计阶段有必要对集装箱船结构进行优化。本文以超大型集装箱船的板架结构作为研究对象，探索拓扑优化在箱船中的应用。在指定应力强度的约束条件、以结构重量最轻为优化目标下，对中横隔板的几何形状进行优化计算。此外，为了使优化后的结构拓扑形式便于生产、加工，约束条件还增加了轴对称条件。迭代优化后的结果表明，横隔板下部材料可以去除，一方面节约船体空间，有利于管道、电缆的铺设；另一方面结构重量（相对于原横隔板）减少了18%，而最大应力只增加1.5%。在箱船横隔板设计中，可以采用相同的方法进行拓扑优化以获得更好的拓扑形状。