弹塑性结构入水冲击问题研究

发布时间：2021-07-01 18:38

　　近几十年,针对不同结构形状的入水冲击问题研究越来越受到重视。作为一种复杂的瞬态过程,入水冲击可以被认为是有固体、液体、气体参与的三相耦合现象,它广泛存在于自然环境和工程应用中。入水冲击会在短时间内于结构表面产生强烈的砰击载荷,引起结构的失效变形甚至破坏;同时,结构的弹塑性响应也会对流场运动产生影响。影响冲击载荷的因素较多,例如结构形状、冲击速度、弹性效应、气垫效应等等,因此需要通过解析、数值和试验方法预测冲击压力和对应结构响应,并系统深入地分析这些因素对它们的影响。针对上述提到的问题,本文具体地开展了以下研究工作:（1）本研究基于Verhagen的气垫模型,提出了一种计算弹性平板入水冲击问题的简化方法,主要适用于入水冲击初期水动力载荷峰值形成阶段。将简化方法得到的流固耦合计算结果与任意拉格朗日-欧拉（Arbitrary Lagrange-Euler,简称ALE）方法得到的数值仿真结果以及Chuang的试验结果进行了比较,验证了简化方法的适用性和准确性。简化模型体现了气垫厚度变化速率对冲击载荷的影响,气垫中的气体速度分布也会在后期影响冲击压力。通过对不同厚度、弹性模量和非结构质量平板的入... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

典型入水冲击工况案例

士学位论文 第二章 弹性平板入水组成。其中，空气为可压缩理想气体，水为无粘性不可压缩流以速度 V(t)垂直落入水中，平板和水面充当了空气垫的上下边全由气垫中压缩气体的压力产生。模型采用了统一的三维坐标静水面，x 轴沿板宽方向，y 轴沿板长方向，z 轴穿过平板中牵引装置及其它平板的附属结构都被简化为附着于平板边缘z

文 第二章 弹 0 0, '1, 'airtwaterpY x t d d dx 中水面的压力分布。其中板下的压力即为气，Yamamoto[22]假定其以负指数衰减形式趋近行拟合。在该表达式中，参数 a0 和 b0 的值压力分布计算得到。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于显式有限元方法的二维楔形刚体入水砰击载荷并行计算预报[J]. 骆寒冰,吴景健,王珊,徐慧.  船舶力学. 2012(08)
[4]变刚度楔形体板架落体砰击试验研究[J]. 莫立新,王辉,蒋彩霞,徐春.  船舶力学. 2011(04)
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博士论文
[1]高速三体船砰击强度研究[D]. 曹正林.武汉理工大学 2008
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硕士论文
[1]三体船砰击载荷研究[D]. 彭晟.武汉理工大学 2011
[2]对边简支对边自由矩形板的声辐射研究[D]. 黄茜.西南交通大学 2007



本文编号：3259659