1.2研究现状

1.2.1自升式海洋平台

1.3本文研究内容

本文通过招商局重工有限公司已交付的NG-2500自升式海洋平台为模型进行研究，运用CAD绘图软件对主发电机基座进行设计，再利用Femap软件对其进行强度校核及数据分析，进一步研究和优化基座的性能。

2.1软件简介

第二章相关软件及理论介绍

2.1.1 CAD简介

CAD全称计算机辅助设计(ComputerAidedDesign)，是一个可视化的绘图软件，命令可通过菜单选项及各种快捷键完成。而且具有很多绘图辅助功能，如对象捕捉、关键点编辑、标注等[12]。CAD可以自己运算并给出图形，有利于工程师的参考与修正。CAD现在已经普及化，很多公司都利用其进行图形的绘制及修改，因为CAD易上手，且功能齐全，绘图能力强大。

2.1.2 Femap简介

Femap软件是一款高水准的有限元分析软件。由前后处理器Femap和解算器NXNastran两部分组成[13]。Femap是一款在有限元建模领域具有领先水平的软件，其主要功能是将复杂模型简单化，便于用户的理解和操作。NXNastran是CAE解算器技术事实上的标准，这两者的结合给体验者提供了一个既强大又可靠的技术支持。Femap具有以下几个特点：

(1)分析功能

Femap在分析能力上有很大优势，尤其是在动态响应分析板块，其分析能力远超其他软件，其强大的分析能力，大大缩短了工作人员的任务时间，因此赢得了大众的喜爱。

(2)信息处理能力

Femap强大的处理能力可以带给用户不一样的体验。其在以下几个方面相较于同级别的软件具有领先水平[13]：

1）可以在几何模型上直接给出边界条件和加载力，也可以在单元上直接给出。

2）随时间和温度变化的负载可以被用在瞬态动力学和热传递分析。

3）基于等式、函数应用负载。

4）焊接件建模。

5）模型透明处理。

6）Femap还可以进行数据的合并和计算。

(3)系统独立

Femap+NXNastran独立于CAD系统，系统会自动将CAD数据保存，使用者可以如需使用来自CAD的数据，直接从Parasolid数据库中直接提取并使用，不会受到限制。

(4)便于实施

Femap是基于Windows而开发的一款软件，因此这款软件很容易就能上手，很快就能运用到实际中去，无需进行过多的培训。正是因为Femap的这种易上手特性以及其突出的性能使其远超其他竞争对手。

2.2有限元法

2.2.1有限元法定义

用有限个单元来描述一个真实的系统是对有限元最简易的表述。对有限元详细而系统的描述是：把求解区域看作由许多小的在节点处相互连接的单元（子域）所构成，其模型给出基本方程的分片（子域）近似解，由于单元（子域）可以被分割成各种形状和大小不同的尺寸，所以它能很好地适应复杂的几何形状、复杂的材料特性和复杂的边界条件。再加上它有成熟的大型软件系统支持，使其已成为一种非常受欢迎的、应用极广的数值计算方法[14]。

2.2.2有限元法原理

将连续的求解域离散为一组单元的组合体，用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数，近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表达。从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题[14]。

2.2.3有限元法优点

有限元法之所以能被大众所认可，取决于以下几大优点[15]：

（1）模型试验数量少；