船体桁材在碰撞与搁浅中的结构变形机理及FPSO舷侧结构抗撞性能研究

发布时间：2017-10-04 19:16

  本文关键词：船体桁材在碰撞与搁浅中的结构变形机理及FPSO舷侧结构抗撞性能研究

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【摘要】：船舶碰撞和搁浅是船舶与海洋结构物安全的重要影响因素,此类事故的发生可能导致人员伤亡,经济损失以及环境污染等严重后果。在船体结构中,包括船底纵桁、船底肋板、船侧强肋框和船侧纵桁等在内的船体桁材构件是船体结构的重要组成部分,在船舶碰撞和搁浅中能够吸收大量的撞击能量,体现出较强的抗撞性。因而船体桁材在碰撞和搁浅中的结构变形机理研究具有重要的意义。本文主要采用解析计算方法以及非线性有限元数值仿真方法,对船体桁材在碰撞与搁浅中的结构变形机理及FPSO舷侧结构抗撞性进行了研究,具体内容包括:1.对船舶碰撞和搁浅内部机理问题的研究方法进行了介绍,特别对解析计算方法原理进行重点介绍,并对船舶碰撞和搁浅内部机理研究的现状进行阐述。2.研究船体桁材在碰撞和搁浅过程中的结构变形模态。通过解析分析方法,获得船体桁材构件受面内点载荷作用时的变形阻力和变形能计算公式,并通过已有试验及数值仿真进行验证。3.运用解析计算方法对船底肋板构件在台型礁石上滑移搁浅时的变形机理进行研究,得到其结构变性能和变形阻力的解析计算公式,并通过数值仿真进行验证。4.针对刚性球鼻艏撞击FPSO舷侧结构的碰撞场景,提出一套适用于FPSO舷侧结构抗撞性计算的解析计算方法,并通过数值仿真进行验证。本文研究内容对于船舶碰撞和搁浅过程中船体结构损伤的快速预报及船舶初始结构设计中船体抗撞性设计具有一定的参考意义。
【关键词】：船舶碰撞和搁浅 变形机理 桁材 FPSO 解析计算方法 数值仿真
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661.4
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 研究背景及意义9-12
• 1.2 船舶碰撞与搁浅研究方法及现状12-17
• 1.3 本文的主要工作及创新点17-19
• 1.3.1 本文的主要工作17-18
• 1.3.2 本文的创新点18-19
• 第2章 解析计算方法及非线性有限元数值仿真方法原理19-26
• 2.1 引言19
• 2.2 解析计算方法基本原理19-23
• 2.3 非线性有限元数值仿真方法基本特点及LS-DYNA简介23-25
• 2.3.1 有限元特点23-24
• 2.3.2 LS-DYNA软件简介及计算中注意问题24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 船体桁材在碰撞和搁浅过程中的变形机理研究26-49
• 3.1 引言26-29
• 3.2 非线性有限元数值仿真29-34
• 3.3 新的桁材面内受压变形机理34-41
• 3.3.1 第一个褶皱的形成36-39
• 3.3.2 后续褶皱的形成39-41
• 3.4 验证41-48
• 3.4.1 试验验证41-43
• 3.4.2 数值仿真验证43-46
• 3.4.3 讨论46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第4章 船底肋板在台型礁石上搁浅时的变形机理研究49-63
• 4.1 引言49-51
• 4.2 问题描述51-53
• 4.3 新的肋板变形模式53-57
• 4.4 非线性数值仿真方法验证57-62
• 4.4.1 数值仿真57-60
• 4.4.2 结果比较60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 FPSO舷侧结构抗撞性研究63-93
• 5.1 引言63-66
• 5.2 主要构件的变形模式66-73
• 5.2.1 板的面外垂直受压模型66-68
• 5.2.2 板的穿透模型68-69
• 5.2.3 板的面内受压模型69
• 5.2.4 板的面内撕裂模型69-71
• 5.2.5 十字构件轴向受压模型71-73
• 5.3 板的穿透模型的改进73-74
• 5.4 新的解析计算方法74-87
• 5.4.1 基本假定74-76
• 5.4.2 解析计算方法的步骤76-87
• 5.5 验证87-91
• 5.6 本章小结91-93
• 第6章 总结与展望93-95
• 6.1 本文研究工作总结93-94
• 6.2 未来研究工作展望94-95
• 参考文献95-99
• 致谢99-100
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文100-102

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本文编号：972369