本文關(guān)鍵詞：冰區(qū)航行船舶舷側(cè)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)研究

  更多相關(guān)文章： 冰載荷 舷側(cè)結(jié)構(gòu) 碰撞 波紋板核聚氨酯夾層板

【摘要】：世界多個(gè)國家勘探機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)表明,北極地區(qū)石油天然氣資源十分豐富。豐富的資源吸引了周邊國家的關(guān)注,同時(shí)北極的開發(fā)已經(jīng)如火如荼地進(jìn)行。在人類進(jìn)軍北極的過程中,不可或缺的運(yùn)輸工具——船舶將更加頻繁的進(jìn)入北極海域。加之氣候環(huán)境的變化導(dǎo)致北極冰大量溶化,北極海域夏季通航成為可能,更多的商業(yè)運(yùn)輸將會(huì)選擇北極航道。無論是工程服務(wù)船舶,還是商業(yè)運(yùn)輸船都將面臨高緯度海域特殊的環(huán)境——冰。即使在夏季,依然存在大量從冰川脫落的漂浮冰體,增加了船舶航行的危險(xiǎn)性。船舶一旦與冰山發(fā)生碰撞,將會(huì)造成巨大的環(huán)境和生命財(cái)產(chǎn)損失。為了適應(yīng)惡劣的航行環(huán)境,有必要加強(qiáng)冰區(qū)航行船舶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。文章工作圍繞舷側(cè)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)展開,主要討論針對(duì)舷側(cè)外板和支撐骨材的兩種加強(qiáng)方式,并分析舷側(cè)結(jié)構(gòu)與冰碰撞過程的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。文章討論多種因素對(duì)冰力學(xué)性能的影響,確定冰材料數(shù)值模型采用應(yīng)變率相關(guān)彈塑性模型。同時(shí)數(shù)值模擬圓臺(tái)冰撞擊剛性墻的碰撞過程,并比較數(shù)值計(jì)算所得面積壓力曲線與試驗(yàn)結(jié)果和ISO標(biāo)準(zhǔn)曲線,數(shù)值結(jié)果與二者比較接近,且壓力隨面積變化趨勢(shì)一致。提出波紋板核聚氨酯夾層板結(jié)構(gòu),比較普通鋼板、聚氨酯夾層板以及波紋板核聚氨酯夾層板的抗沖擊性能差異,發(fā)現(xiàn)波紋板核聚氨酯夾層板性能相對(duì)較優(yōu)。以波紋板核聚氨酯夾層板為研究對(duì)象,分別討論夾層板芯層高度、面板厚度以及波紋芯板厚度三個(gè)參數(shù)對(duì)夾層板性能的影響,發(fā)現(xiàn)夾層板抗沖擊性能隨三個(gè)參數(shù)的變化而改變,根據(jù)結(jié)構(gòu)性能變化規(guī)律給出三個(gè)參數(shù)的適當(dāng)取值范圍。基于某成品油船,應(yīng)用波紋板核聚氨酯夾層板,設(shè)計(jì)兩種加強(qiáng)方案加強(qiáng)其舷側(cè)結(jié)構(gòu),方案一舷側(cè)外板使用波紋板核聚氨酯夾層板加強(qiáng),方案二應(yīng)用波紋板核聚氨酯夾層板加強(qiáng)原有上平臺(tái)板。應(yīng)用ANSYS/LS-DYNA建立舷側(cè)結(jié)構(gòu)和冰體的有限元模型,模擬不同的碰撞情景。根據(jù)作用冰體的形狀和碰撞位置不同,共計(jì)算11種工況,分析每種工況下結(jié)構(gòu)的變形損傷、碰撞力以及能量吸收的特性。對(duì)比分析在相同碰撞情形下原結(jié)構(gòu)和新結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特點(diǎn)和性能差異,由此分析方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：冰載荷 舷側(cè)結(jié)構(gòu) 碰撞 波紋板核聚氨酯夾層板
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U663.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 第1章 緒論15-21
• 1.1 研究的背景和意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展16-20
• 1.3 本文研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 1.3.1 本文主要內(nèi)容20
• 1.3.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第2章 非線性有限元分析方法及夾層板理論21-32
• 2.1 船-冰碰撞基本理論與有限元技術(shù)21-24
• 2.1.1 碰撞基本方程21-22
• 2.1.2 顯式時(shí)間積分22-23
• 2.1.3 接觸算法23
• 2.1.4 摩擦算法23-24
• 2.1.5 沙漏控制24
• 2.2 夾層板基本力學(xué)理論24-28
• 2.2.1 夾層板平衡方程25-27
• 2.2.2 夾層板應(yīng)變位移關(guān)系27-28
• 2.3 復(fù)合夾層板的大變形數(shù)值計(jì)算28-30
• 2.3.1 大變形動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算方法29-30
• 2.3.2 大變形動(dòng)力學(xué)有限元基本求解過程30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第3章 冰體碰撞數(shù)值模擬32-41
• 3.1 物理力學(xué)性質(zhì)32-34
• 3.2 材料模型34-37
• 3.3 冰體碰撞模擬37-38
• 3.4 單位接觸面積壓力38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 復(fù)合夾層板抗沖擊性能研究41-59
• 4.1 材料模型41-42
• 4.2 復(fù)合夾層板結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究42-52
• 4.2.1 鋼板的抗沖擊性能研究43-45
• 4.2.2 聚氨酯夾層板抗沖擊性能研究45-48
• 4.2.3 波紋板核聚氨酯夾層板抗沖擊性能研究48-50
• 4.2.4 復(fù)合夾層板的抗沖擊性能比較50-52
• 4.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)波紋板核聚氨酯夾層板抗沖擊性能的影響52-58
• 4.3.1 芯層高度對(duì)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的影響52-54
• 4.3.2 面板厚度對(duì)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的影響54-56
• 4.3.3 芯板厚度對(duì)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的影響56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 基于復(fù)合夾層板的舷側(cè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗冰性能研究59-97
• 5.1 波紋板核聚氨酯夾層板舷側(cè)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)設(shè)計(jì)59-61
• 5.1.1 舷側(cè)結(jié)構(gòu)模型59-60
• 5.1.2 舷側(cè)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)設(shè)計(jì)60-61
• 5.2 船-冰碰撞工況設(shè)定61-64
• 5.3 方案一結(jié)構(gòu)性能對(duì)比分析64-91
• 5.3.1 冰體棱邊6m/s碰撞弱位置64-69
• 5.3.2 冰體棱邊6m/s碰撞強(qiáng)位置69-75
• 5.3.3 冰體棱角6m/s碰撞弱位置75-80
• 5.3.4 冰體棱角6m/s碰撞強(qiáng)位置80-84
• 5.3.5 冰體棱角4m/s碰撞弱位置84-89
• 5.3.6 強(qiáng)弱位置對(duì)比89-91
• 5.4 方案二結(jié)構(gòu)性能對(duì)比分析91-95
• 5.4.1 變形損傷91-93
• 5.4.2 碰撞力93-94
• 5.4.3 能量94-95
• 5.5 本章小結(jié)95-97
• 第6章 總結(jié)與展望97-99
• 6.1 主要研究工作及結(jié)論97-98
• 6.2 進(jìn)一步的研究工作展望98-99
• 參考文獻(xiàn)99-103
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文103-104
• 致謝104-105
• 詳細(xì)摘要105-109

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4 馬駿;陶亮;;初速度對(duì)被撞船舷側(cè)結(jié)構(gòu)影響[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2008年01期

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