基于PCL語言的船體剖面特性計算

李 敏，張世聯

(上海交通大學，上海200204)

0 引 言

船體橫剖面特性包括剖面面積、剖面中和軸高度、剖面慣性矩等，是船體結構設計和強度計算中的重要參數，在有限元分析過程中經常使用。例如，在艙段有限元分析中施加艙段邊界MPC 約束時需要剖面中和軸高度;某些情況下對有限元計算結果進行理論分析驗證時，需要剖面慣性矩。

現有計算剖面特性的軟件大部分需單獨建立剖面模型，并未直接基于有限元模型(如法國船級社(BV)Mars 2000 軟件)，給有限元直接計算分析帶來不便。唐旭東［1］提出了基于PCL 語言的剖面特性計算方法，該方法以Patran 內部的質量特性計算程序為基礎，通過計算剖面處單元的質量、質心和轉動慣量推導出剖面特性值。該方法忽略了梁單元的偏心，且計算結果相當于單元前后剖面特性的平均值，對于船體梁剖面特性變化較大的部位有一定誤差。中國船級社(CCS)CSR-DSA 插件可計算剖面中和軸位置，但基于相同方法，存在同樣的問題，且該插件未給出剖面面積和慣性矩。

本文基于PCL 語言編寫直接從Patran 模型數據庫中讀取單元和節點信息計算剖面特性的程序。通過選定剖面處單元和節點，直接從單元幾何信息出發，計算剖面處縱向單元剖面積、靜距、慣性矩，并給出剖面水平中和軸高度及對中和軸的慣性矩。程序考慮梁單元偏心，并可根據用戶選取的剖面單元和節點智能識別出縱向單元，剔除不應計入剖面特性的橫向單元，操作非常方便。……