本文關(guān)鍵詞：船舶擱淺對(duì)結(jié)構(gòu)損傷的數(shù)值分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：船舶擱淺是船舶在海上運(yùn)輸過程中經(jīng)常遇到的事故之一,其是指船舶在航行水域擱置在礁石、沉船或淺灘等有礙于船舶航行的礙航物上,最終導(dǎo)致船舶停航或船體損壞的事故。其通常會(huì)引起船體的破損,環(huán)境污染和人員傷亡等后果。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),在導(dǎo)致原油泄漏的所有船舶事故中,擱淺事故所占的比例是最大的。近年來,隨著航運(yùn)事業(yè)的快速發(fā)展,水上交通變得日益繁忙,船舶擱淺風(fēng)險(xiǎn)顯著增大,特別是對(duì)于大型油船、LNG船和化學(xué)品船來說。因此對(duì)船舶擱淺的問題進(jìn)行研究是具有重要意義的,其不僅有利于海上生命安全、防止海洋污染,還可以為規(guī)范航運(yùn)繁忙區(qū)域中船舶的航速以及操作規(guī)范提供一定的依據(jù)。 由于船舶在擱淺過程中具有大量的非線性現(xiàn)象,如船舶結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的大位移和變形,因此對(duì)其的研究是十分復(fù)雜的。目前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,越來越多的研究人員開始使用非線性有限元法對(duì)船舶擱淺問題進(jìn)行數(shù)值模擬研究。因此本文在前人的研究基礎(chǔ)之上,利用ANSYS/LS-DYNA對(duì)船舶在擱淺過程中的結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行了研究。 本文首先對(duì)船舶擱淺的概念、分類、研究背景、研究現(xiàn)狀以及現(xiàn)有的研究方法進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)船舶擱淺的基本理論、相關(guān)的數(shù)值仿真技術(shù)以及建模方法做了簡單介紹,接下來完成了對(duì)目標(biāo)船舶的選取、擱淺場景以及材料參數(shù)的定義,之后在對(duì)船舶結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)合理簡化的情況下,建立了船舶擱淺的幾何模型,并對(duì)其進(jìn)行了網(wǎng)格劃分、求解參數(shù)的設(shè)置以及輸出結(jié)果的定義。在完成上述工作后,本文在第四章對(duì)不同的擱淺參數(shù)(礁石形狀、擱淺位置、初速度、噸位,計(jì)算參數(shù))對(duì)船舶結(jié)構(gòu)損傷造成的影響進(jìn)行了數(shù)值仿真計(jì)算,通過將計(jì)算得到的數(shù)值結(jié)果導(dǎo)入后處理軟件LS-PrePost中,可得到包括船舶結(jié)構(gòu)的損傷模式示意圖、結(jié)構(gòu)吸能曲線與擱淺力等在內(nèi)的結(jié)果,在對(duì)這些結(jié)果進(jìn)行比較研究之后,得到具有指導(dǎo)意義的一般性結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：船舶擱淺 結(jié)構(gòu)損傷 數(shù)值分析 擱淺參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U698.6;U661.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 船舶擱淺問題的研究背景及研究意義12-13
• 1.2 船舶擱淺問題的研究方法13-15
• 1.3 船舶擱淺問題的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 軟擱淺15-16
• 1.3.2 硬擱淺16
• 1.3.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 本文主要研究工作19-20
• 第2章 船舶擱淺的基本理論研究及數(shù)值仿真技術(shù)20-41
• 2.1 船舶擱淺問題解析法的介紹20-22
• 2.1.1 船舶底板的撕裂研究20-21
• 2.1.2 肋板剪切應(yīng)力的計(jì)算方法21
• 2.1.3 總的擱淺力21-22
• 2.1.4 高能擱淺船舶擱淺力的計(jì)算22
• 2.2 有限元的發(fā)展及應(yīng)用介紹22-23
• 2.3 ANSYS/LS-DYNA的介紹23-24
• 2.4 LS-DYNA3D理論基礎(chǔ)24-29
• 2.4.1 變形基本理論24-28
• 2.4.2 變形動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算方法28-29
• 2.5 沙漏控制29
• 2.6 擱淺運(yùn)動(dòng)方程及其求解方法29-32
• 2.7 接觸-碰撞的數(shù)值計(jì)算方法32-38
• 2.7.1 接觸的定義及類型32-34
• 2.7.2 接觸-碰撞的數(shù)值實(shí)現(xiàn)方法34-35
• 2.7.3 接觸-擱淺算法的有限元實(shí)現(xiàn)35-37
• 2.7.4 接觸分析注意事項(xiàng)37
• 2.7.5 摩擦力的影響37-38
• 2.8 材料模型及失效準(zhǔn)則38-40
• 2.8.1 彈塑性模型38-39
• 2.8.2 材料失效準(zhǔn)則39-40
• 2.9 本章小結(jié)40-41
• 第3章 船舶擱淺數(shù)值仿真模型的建立41-54
• 3.1 建模方法研究41-45
• 3.1.1 流固耦合法41-43
• 3.1.2 等效船體梁法43-44
• 3.1.3 附加水質(zhì)量法44-45
• 3.2 目標(biāo)船舶的選取45-46
• 3.3 擱淺場景的定義46
• 3.4 參數(shù)的定義46-49
• 3.4.1 單元類型的定義46-48
• 3.4.2 材料模型的定義48-49
• 3.5 船舶擱淺數(shù)值仿真模型的建立49-53
• 3.5.1 模型簡化及建模方法49-50
• 3.5.2 實(shí)體幾何模型的建立50-52
• 3.5.3 網(wǎng)格劃分52-53
• 3.5.4 求解參數(shù)設(shè)置53
• 3.5.5 輸出結(jié)果的定義53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第4章 擱淺參數(shù)的分析研究54-83
• 4.1 礁石形狀的影響54-61
• 4.1.1 擱淺方案54-55
• 4.1.2 船舶運(yùn)動(dòng)55-56
• 4.1.3 擱淺力56-57
• 4.1.4 結(jié)構(gòu)吸能57-58
• 4.1.5 損傷變形58-61
• 4.2 擱淺位置的影響61-68
• 4.2.1 擱淺方案61-62
• 4.2.2 船舶運(yùn)動(dòng)62-63
• 4.2.3 擱淺力63-64
• 4.2.4 結(jié)構(gòu)吸能64-65
• 4.2.5 損傷變形65-68
• 4.3 擱淺前初始速度的影響68-71
• 4.3.1 擱淺方案68
• 4.3.2 船舶運(yùn)動(dòng)68-69
• 4.3.3 擱淺力69
• 4.3.4 結(jié)構(gòu)吸能69-70
• 4.3.5 損傷變形70-71
• 4.4 船舶噸位的影響71-75
• 4.4.1 擱淺方案71
• 4.4.2 船舶運(yùn)動(dòng)71-72
• 4.4.3 擱淺力72-73
• 4.4.4 結(jié)構(gòu)吸能73
• 4.4.5 損傷變形73-75
• 4.5 求解參數(shù)的影響75-82
• 4.5.1 擱淺方案75
• 4.5.2 船舶運(yùn)動(dòng)75
• 4.5.3 擱淺力75-76
• 4.5.4 結(jié)構(gòu)吸能76-78
• 4.5.5 損傷變形78-82
• 4.6 本章小結(jié)82-83
• 第5章 總結(jié)與展望83-85
• 5.1 工作總結(jié)83-84
• 5.2 展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 致謝89-90
• 研究生履歷90

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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  本文關(guān)鍵詞：船舶擱淺對(duì)結(jié)構(gòu)損傷的數(shù)值分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：495980