基于ABAQUS的VUMAT开发及在船舶舷侧结构耐撞性能试验中的应用

发布时间：2017-08-27 06:03

  本文关键词：基于ABAQUS的VUMAT开发及在船舶舷侧结构耐撞性能试验中的应用

  更多相关文章： 板 加筋板 耐撞性能 试验研究 RTCL失效准则 有限元仿真

【摘要】：虽然人们一直在不懈努力以防止船舶碰撞事故的发生,但可以肯定的是,这些事故将继续发生。随着社会对安全需求的不断增加,进一步开展提高提高船舶耐撞性的研究迫在眉睫。本文通过中小尺度舷侧结构耐撞性能试验,同时结合在ABAQUS开发的VUMAT用有限元法对船体结构基本组件板和加筋板的耐撞性能进行研究。首先,重点介绍了船舶碰撞领域内试验法和有限元法的发展现状,分类介绍和总结了韧性断裂模型,确定了本文采用的失效准则。其次,在已有试验的基础上,本文进一步设计进行了中等尺度和小尺度舷侧结构耐撞性能试验。在中等尺度舷侧结构耐撞性试验中,考查了壳板厚度、加强筋尺寸、横向强加强筋、撞击部位对加筋板防碰撞能力的影响;在小尺度舷侧结构耐撞性试验中,对方板与加筋板、圆板的耐撞性能进行了比较分析,考查了方板尺寸和边界条件对方板防碰撞能力的影响。再次,基于J2流动理论和径向返回计算法并结合各向同性强化,编写了RTCL失效准则的用户材料模型应并将其用于ABAQUS/Explicit,对有关文献中可用试验的有限元仿真确认了RTCL失效准则对各种应力状态的不同几何尺寸构件的断裂问题的适用性和准确性。然后,在ABAQUS/Explicit中使用RTCL失效准则对试验模型的耐撞性进行有限元仿真。有限元仿真与试验的数据曲线和损伤现象都高度吻合,这一方面说明了本文有限元仿真的前处理较为合理,另一个方面也说明了使用RTCL损伤准则可以较准确地预报舷侧结构的防碰撞能力。最后,总结全文并进行展望。
【关键词】：板 加筋板 耐撞性能 试验研究 RTCL失效准则 有限元仿真
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-25
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 船舶碰撞问题研究10-14
• 1.3 韧性断裂模型14-24
• 1.4 本文主要研究内容24-25
• 2 船舶舷侧结构耐撞性能试验研究25-50
• 2.1 试验开展的目的25
• 2.2 试验模型设计的基本原则25
• 2.3 中型舷侧模型试验25-38
• 2.4 小型舷侧模型试验38-49
• 2.5 本章小结49-50
• 3 基于ABAQUS的VUMAT开发50-70
• 3.1 基本理论50-60
• 3.2 RTCL准则在VUMAT中的实现60-62
• 3.3 对RTCL准则的算例验证62-69
• 3.4 本章小结69-70
• 4 船舶舷侧结构试验模型碰撞仿真模拟70-84
• 4.1 有限元仿真模拟关键技术70-74
• 4.2 舷侧结构有限元计算74-83
• 4.3 本章小结83-84
• 5 全文总结与展望84-86
• 5.1 全文总结84-85
• 5.2 研究展望85-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-92
• 附录 攻读硕士期间发表的论文和参与的研究项目92

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本文编号：744699