物体坠落对平台甲板冲击破坏的判据研究

发布时间：2022-01-21 21:08

　　海洋平台是海洋资源开发的重要基础设施,除去正常的工作载荷与环境载荷外,一些偶然性事故也时有发生。物体坠落就是海洋平台作业当中常见的一种事故,不论对作业人员还是海洋平台结构都会造成严重影响。因此物体坠落冲击海洋平台造成的破坏研究非常重要。本文利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立模型,模拟物体坠落冲击平台甲板的动态过程,计算使平台甲板结构破损的临界变形能,并分析了失效应变与临界变形能的本构关系以及重要影响因素。临界变形能是本文探求的重点,它与构件的失效应变有关。而在模型建立的过程中,失效应变的取值又与模型网格的单元长度有关,这个关系是以模型构件厚度与单元长度的比值不大于0.2为前提的。对于失效应变与单元长度的关系,本文根据相应的经验公式,采用不同单元网格的划分,并对每种划分进行物体坠落在甲板板、纵骨、横梁不同位置的模拟,经过调试几何与物理影响参数的本构关系,找出了临界变形能、有限单元尺寸以及各结构的失效应变,使临界变形能受失效应变的影响很小,并趋于常数,从而对已有的单元网格与失效应变的经验公式进行了修正,为今后计算模型的建立以及切合实际的计算结果提供更准确的参考。另外本文还会根... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 相关规范及研究现状
        1.2.1 海洋工程规范中相关内容
        1.2.2 相关研究
    1.3 本文研究的主要内容
第2章 相关基本理论及计算方法
    2.1 海洋工程结构失效分析
    2.2 碰撞问题研究
    2.3 物体坠落问题的分析方法
    2.4 LS-DYNA的理论基础
        2.4.1 大变形基本理论
        2.4.2 塑性材料基本理论
    2.5 本章小结
第3章 ANSYS/LS-DYNA有限元数值模型的建立
    3.1 LS-DYNA介绍
        3.1.1 LS-DYNA的功能特点以及应用领域
        3.1.2 ANSYS/LS-DYNA计算流程
    3.2 模型相关条件的定义
        3.2.1 单元类型
        3.2.2 单元材料
        3.2.3 定义接触
        3.2.4 定义加载
        3.2.5 约束的定义
    3.3 结构及坠落物体的相关参数选择
        3.3.1 平台甲板相关参数的选择
        3.3.2 坠落物体参数的选取
        3.3.3 单元网格的划分
        3.3.4 物体的坠落位置
    3.4 本章小结
第4章 有限元甲板结构模型破坏的判断依据
    4.1 临界变形能与失效应变的关系
    4.2 对经验公式的验证
        4.2.1 甲板碰撞区域网格的划分方法
        4.2.2 基于ANSYS/LS-DYNA的计算分析
    4.3 对经验公式的修正
    4.4 本章小结
第5章 工程实际中预测甲板破坏的依据
    5.1 甲板板厚度对临界变形能的影响
        5.1.1 基于修改后经验公式的计算分析
        5.1.2 不同甲板板厚度对应临界变形能的变化趋势
    5.2 甲板结构整体平均临界变形能的计算分析
        5.2.1 物体坠落在甲板上某一位置的几率
        5.2.2 物体坠落到甲板的平均临界变形能
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]飞机圆弧风挡抗鸟撞试验研究[J]. 姚小虎,韩强,张晓晴,赵隆茂.  爆炸与冲击. 2005(05)
[2]飞机风挡结构抗鸟撞一体化设计技术研究[J]. 白金泽,孙秦.  力学与实践. 2005(01)



本文编号：3600963