面向对象的船舶板架稳定性分析程序

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图Ｉ整体静态关系示意图
３．２面向对象设计
面向对象设计是针对板架稳定性分析系统的一个具体实现，一方面是把面向对象分析的模型作为面向对象设计的一部分，另一方面是对具体实现中的人机界面、数据存储、任务管理等因素补充～些具体实现部分。

上节工作建立起来的静态类／对象模型可视为是一个零件库中的零件，而本节的主要工作就是把这些零件组装起来，形成可以完成板架静力分析及各类稳定性分析等任务的系统。

这些都是动态过程，而且与任务管理密切相关，其中包括对象的形成和初始亿，．总体刚度矩阵的形成，约束处理，载荷处理，方程组求解，位移与内力更新。

针对本系统的每个功能需要根据其特点进行相应的设计，然后进行相应的编程。

３．３前后处理
前处理部分主要是建立起结构的计算模型，并将模型的各项数据传递给有限元计算程序。

这些数据主要包括：节点数、节点编号和节点坐标，单元数、单元编号、单元节点编号和单元几何、材料信息，边界条件，载荷信息等等。

数据传递可通过数据文件或数据库进行。

本系统编写的基于交互式、图形输入的有限元前处理程序，是在ＡｕｔｏＣＡＤ２０００平台上，采用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ开发环境和开发工具建立起来的［２１。

ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ应用程序以Ｃ＋＋为基本开发语言，具有面向对象编程方式的数据可封装性、可继承性及多态性等特点。

用其进行二次开发的软件具有模块性好、独立性强、连接简单、使用方法、内部功能高效实用以及代码可重用性强等优点，并且支持ＭＦＣ（ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＦｕｎｄａｔｉｏｎＣｌａｓｓ）能简捷高效地实现许多复杂功能。

后处理主要是将计算得到的结果数据用图形直观的显示出来。

借助予ＡｕｔｏＣＡＤ强大的图形编辑功能来实现这一目的，绘制变形图、内力图、失稳波形图、振型图等。

３．４系统集成及界面
前处理、后处理和板架计算程序是分别编制的，需要一个统一的界面将它们集成起来，以方便用户操作。

由于前、后处理程序的菜单都已添加到ＡｕｔｏＣＡＤ的菜单中，故本系统的主界面设计得非常简洁，如图２所示。

系统主界面是一个基于ＭＦＣ类的．ｖｃＨ应用程序，可以充分利用ＭＦＣ内部资源。

在主界面中，最重要的三个菜单项分别是“前处理”、“结构分析”和“后处理”。

在结构分析的菜单下，还有一系列选项，如“静力分析”、“动力分析”和“稳定性分析”等等，点击相应的菜单项，即可进行对应的计算分析。

４计算例题
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试计算图３所示的开口板架的欧拉力和临界力∞１。

板架结构尺寸如下：材料弹性模量Ｅ＝２．２７Ｘ１０８ｋＮ／ｍ２，纵桁剖面要素：五＝５．８１Ｘ１０１’ｍ４，Ｌ＝Ｉ．２８ｘ１０～ｍ４，Ａ＝６．４６８Ｘ１０２ｍ２：普通横梁的剖面要素：五＝２．０２ｘ１０～ｍ４，上＝２．５３Ｘ１０¨ｍ，Ａ＝３．８４７Ｘ１０’２ｍ：强横梁的剖面要素：五＝１．０ｘ１０一ｍ４，五＝１．０Ｘ１０１ｍ４，，４＝－２．０Ｘ１０２ｍ：。

纵骨间距为２ｍ，横梁间距为４ｍ，在中间纵桁开口处设有支柱。

计算结果见表１，失稳波形见图４。

５结束语
图３开口板架计算模型表１计算结果
图４开口板架失稳波形图
欧拉应力（ｋＮ／ｍ２）
误差临界应力（ｋＮ／ｍ２）误差参考文献［３］解
１．４１０２Ｘ１０６弹塑性稳定性解
１．３８８５Ｘ１０６４．９２０７×１０３４．９６５４×１０４应力修正法解一一４．９５５４Ｘ１０５０．７％
＿＿＿－●－●＿＿－ｌＩ＿＿●＿＿＿＿ｌ－－＿一Ｉｌ－－－＿－＿＿＿－＿＿＿●＿－＿＿ｌ－＿－＿＿－＿●＿＿ｌ－＿－＿●－－－＿●●＿－＿●＿＿＿＿＿ｌ一
本文建立了船舶甲板板架结构稳定性分析程序的架构，采用面向对象编程技术进行程序设计，在ＡｕｔｏＣＡＤ２０００平台上利用ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ开发工具建立前后处理程序，能进行板架结构的静力分析、动力分析及各类非线性稳定性分析。

计算实例表明，本软件系统界面友好，使用方便，计算可靠。

参考文献：
：１：邵维忠，杨荚清．血向对象的系统分析：Ｍ：．北京：清华人学出版社，１９９８．
１２：１．福军，ｊ长忠民・张师伟．ＡｕｔｏＣｈＤ２０００环境下Ｃ／ＶＣ＋ｔ应用程序开发教程［Ｍ］．北京：北京希塑电了…版社，２０００
：３：受荣宝．’ｐ面板架掸狴性稳定性解析［Ｊ］．舰船科学技术．１９８２（２）：４５—５７．
面向对象的船舶板架稳定性分析程序
作者：俞铭华， 陈惠芬
作者单位：华东船舶工业学院,江苏,镇江,212003
引用本文格式：俞铭华.陈惠芬面向对象的船舶板架稳定性分析程序[会议论文] 2004。