船侧结构碰撞下动力响应研究及优化设计

发布时间：2021-11-14 20:00

　　撞击载荷是一种极端危险载荷,抗撞击能力的提高对船舶安全性的提高有很大意义,在极地航道愈被重视以来,船舶的防撞、防冰性能也愈加重要。本文结合实验与数值方法,对简化结构在刚性块撞击载荷和冰块撞击载荷下的动力响应进行了研究,得到了结构的防撞设计建议;探索了船侧结构的结构优化设计,对简化结构的优化设计、依据变形反解载荷问题、实际船侧局部防撞优化问题进行了研究,提供了较好的技术案例。具体研究内容包括:1)基于撞击体为刚性的假设,将船首撞击船侧结构的工况简化为球形和楔形冲头撞击加筋板和光板。以数值计算为主,以实验验证为辅,对加筋板结构和光板结构在两种冲头撞击下的结构响应和能量吸收进行了分析和对比,得知:易遭受球形冲头撞击的位置需要增设加强筋,而易遭受楔形冲头撞击的位置则需要增加板的设计厚度。2)基于验证后的冰材料仿真计算模型,开展了不同尖端宽度的浮冰模型撞击固支板结构的数值计算,分析了结构响应,并与对应形状的刚性撞击块的结果进行了对比,提出了局部位移的冰块影响因数IIFD和撞击能量折减因数DERR,分别用于表征位移和能量变化,并得知:冰块撞击过程中,被撞结构越弱的部位越容易遭受严重的破坏,冰区船舶... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

研究思路框架

船舶碰撞基本假设.1 碰撞设计模式船舶营运过程中，船-船之间的碰撞在工程实际上是十分常见的。由于结构强度较高、船舶质量巨大、航行速度较低，所以船舶之间的碰撞是低速、大质量的近似刚性体与舷侧结构之间发生碰撞。被撞船的舷到撞击船巨大的冲击载荷作用，往往会发生复杂的非线性动态响应过的冲击能量可以在很短时间内造成被撞结构严重的破坏与变形。对于船冰碰撞而言，由于撞击物与被撞物结构刚度的不同，存在不同式。根据挪威石油工业技术标准(NORSOK，2004)[45]，当结构在冰区冰山撞击时，是按照事故极限模式进行设计的，存在可区分的三种不法：柔性设计、中和设计和刚性设计。

图 2-2 两船相撞示意图1.3 塑性力学假设对于板来说，在碰撞过程中一般会存在塑性变形，需要对复杂的应力-应系进行分析。一般会对材料的塑性行为设置某些基本假设，接着对应力-应系进行理想化，即根据不同问题对实际材料特性做不同的简化。其中，理塑性和弹-线性强化简化模型如图 3、4 所示[47]：图 2-3 理想弹塑性

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3495265