考虑应变率效应的船体结构冲击动力响应与失效准则研究

发布时间：2017-10-08 15:38

  本文关键词：考虑应变率效应的船体结构冲击动力响应与失效准则研究

  更多相关文章： 船体结构 水动力冲击载荷 应变率效应 动态响应 结构失效准则 LS-DYNA

【摘要】：船舶与海洋结构物在运营过程中会遭受晃荡、砰击、甲板上浪等水动力冲击压力。冲击载荷下的结构响应及失效行为已经成为船舶与海洋结构物安全性评估中不可或缺的重要部分。目前国内外船级社规范所采用的评估准则均基于准静态等效法则，忽略了冲击载荷的时间特征以及材料动态失效行为。本文对船舶典型结构在水动力冲击载荷下的动态响应与失效准则进行了研究，，并与规范准则进行了相关比较。 针对承受冲击载荷作用的船体结构，本文计及了材料应变率对材料屈服强度的影响，给出了能考虑冲击载荷峰值和持续时间特征的板格与加筋板最大变形计算公式，并采用LS-DYNA数值分析手段对公式合理性进行验证。根据极限状态设计原理提出了变形失效准则并与规范准静态准则进行了比较。在此基础上，进一步讨论冲击载荷波形和作用时间对船体板格最大永久变形的影响，总结了脉冲领域最大变形的决定因素，并对相关文献中将任意冲击载荷转化为理想矩形载荷的方法进行了分析讨论。 考虑冲击载荷很强或者横向框架相对较弱，横向框架可能伴随板和纵向加强筋的失效而失效的情形，计及材料的应变率效应对材料屈服强度特性的影响，用等效板方法计算整体板架的最大永久变形，并用LS-DYNA数值计算程序对方法的合理性进行了验证。然后对三种结构模型的动态失效准则进行了比较。
【关键词】：船体结构 水动力冲击载荷 应变率效应 动态响应 结构失效准则 LS-DYNA
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U661.4
【目录】：

• 上海交通大学硕士学位论文答辩决议书5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 研究背景及意义12-14
• 1.2 相关领域研究进展14-18
• 1.3 本文主要研究内容18-20
• 第二章 船体板格冲击动力响应与结构失效准则20-40
• 2.1 考虑应变率效应的板格变形计算公式20-22
• 2.1.1 材料模式20-21
• 2.1.2 变形公式21-22
• 2.2 板格变形计算公式合理性验证22-27
• 2.2.1 数值分析模型22-24
• 2.2.2 公式合理性验证24-27
• 2.3 冲击载荷持续时间临界值研究27-33
• 2.3.1 临界值影响因素分析27-30
• 2.3.2 临界值的近似表达式30-33
• 2.4 板格水动力冲击极限状态准则33-39
• 2.4.1 板格失效准则34-35
• 2.4.2 不同规范和准则下的板格极限载荷35-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 冲击载荷波形对船体板格响应的影响分析40-62
• 3.1 引言40-42
• 3.2 上升时间对板格响应的影响42-48
• 3.2.1 板格变形公式43-46
• 3.2.2 冲击载荷持续时间上限46-48
• 3.3 三角形冲击载荷下的板格响应48-56
• 3.3.1 板格变形公式49-53
• 3.3.2 冲击载荷作用时间延长时的板格响应53-56
• 3.4 任意形式冲击载荷下的动力响应56-61
• 3.4.1 任意形式冲击载荷的等效代换57-58
• 3.4.2 冲击载荷等效代换算例分析58-61
• 3.5 本章小结61-62
• 第四章 加筋板冲击动力响应与结构失效准则62-81
• 4.1 考虑应变率效应的加筋板变形公式62-67
• 4.1.1 梁在横向冲击载荷下的大变形理论62-65
• 4.1.2 变形公式65-67
• 4.2 加筋板变形公式合理性验证67-77
• 4.2.1 数值分析模型67-72
• 4.2.2 公式合理性验证72-77
• 4.3 加筋板水动力冲击极限状态准则77-80
• 4.3.1 加筋板失效准则77
• 4.3.2 不同规范和准则下的加筋板极限载荷77-80
• 4.4 本章小结80-81
• 第五章 船体板架冲击动力响应与结构失效准则初探81-93
• 5.1 冲击载荷下考虑应变率效应的等效板方法81-91
• 5.1.1 板架的数值分析模型81-88
• 5.1.2 模型对比计算88-91
• 5.2 板架水动力冲击极限状态准则91-92
• 5.3 本章小结92-93
• 第六章 总结与展望93-96
• 6.1 全文总结93-94
• 6.2 展望94-96
• 参考文献96-102
• 致谢102-104
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况104

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 祁恩荣;庞建华;徐春;王德禹;蔡忠华;陈小平;;薄膜型LNG液舱晃荡压力与结构响应试验[J];舰船科学技术;2011年04期

2 陈震;肖熙;;基于波面随机性的船舶底部砰击压力计算方法研究[J];中国舰船研究;2011年01期

3 金晶;薛鸿祥;唐文勇;张圣坤;;大型补给舰船液舱晃荡载荷计算方法[J];中国舰船研究;2012年06期

4 张爱青;薛鸿祥;唐文勇;;晃荡载荷作用下液化天然气船泵塔结构疲劳寿命分析方法[J];上海交通大学学报;2012年03期

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1 蔡忠华;液货船液舱晃荡问题研究[D];上海交通大学;2012年

本文编号：994857