本文關(guān)鍵詞：雙殼油船碰撞損傷機(jī)理分析及圖譜繪制

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【摘要】：隨著海上交通日益繁忙,海洋船舶數(shù)量不斷增多,船舶與船舶、海上結(jié)構(gòu)物、橋梁等碰撞事故時(shí)有發(fā)生,造成嚴(yán)重的生命、財(cái)產(chǎn)損失,甚至引發(fā)海洋生態(tài)環(huán)境危機(jī),特別是油船、化學(xué)品船等液貨船,災(zāi)難性后果更為嚴(yán)重。因此,快速評(píng)估船舶碰撞幾率、船舶碰撞損傷程度、事故救援及風(fēng)險(xiǎn)控制等方面研究?jī)?nèi)容,成為船舶碰撞研究領(lǐng)域具有海洋生態(tài)保護(hù)、海事安全、船舶科技發(fā)展等多重價(jià)值及意義的重要研究方向。本文采用數(shù)值仿真和實(shí)例驗(yàn)證方法,建立船舶碰撞模型,對(duì)比分析兩船不同速度下得到的碰撞力變化及應(yīng)力應(yīng)變變化,探討了船舶碰撞損傷評(píng)估的方法。首先,建立了以實(shí)船碰撞事故為原型的有限元碰撞模型,用于模擬實(shí)際船舶碰撞事故的損傷變形情況。其中,撞擊船與被撞船呈82°角,被撞船背部固定。利用該碰撞模型,進(jìn)行碰撞仿真,海水影響通過(guò)附連水質(zhì)量方法實(shí)現(xiàn)。比較實(shí)際船舶破損情況以及仿真模擬結(jié)果得到的破損變形圖,說(shuō)明本文采用的有限元仿真方法能夠較好的模擬實(shí)際船舶碰撞過(guò)程,具有較高的可信度。接著,使用有限元仿真方法,建立雙殼油船碰撞過(guò)程的幾何模型,模型中考慮材料、單元等因素。在該模型基礎(chǔ)上,進(jìn)行一系列的船舶碰撞后仿真模擬,通過(guò)改變碰撞初始速度,觀察碰撞過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變、能量和位移等數(shù)據(jù)來(lái)探究被撞船舷側(cè)結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理;以L(fǎng)S-DYNA的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ),基于船速與船舶碰撞損傷程度之間的內(nèi)在聯(lián)系,提出一種快速判斷船舶碰撞損傷的方法:船舶碰撞損傷圖譜技術(shù)。船舶碰撞損傷圖譜技術(shù)的提出能夠很好的為航行船只提供可靠的數(shù)據(jù)支撐,進(jìn)行船舶避碰和風(fēng)險(xiǎn)估計(jì),為航行安全提供有力保障。
【關(guān)鍵詞】：船舶碰撞 數(shù)值仿真 碰撞損傷程度 快速預(yù)測(cè) 圖譜方法
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U676.1;U661.4
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 課題研究背景及意義13-14
• 1.2 船舶碰撞分析解決方法14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外碰撞機(jī)理研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 船舶碰撞數(shù)學(xué)模型14-15
• 1.3.2 船舶碰撞數(shù)值模擬15-17
• 1.3.3 船舶碰撞模型實(shí)驗(yàn)17
• 1.4 本文主要研究目的和內(nèi)容17-19
• 第二章 碰撞數(shù)值仿真研究方法及理論基礎(chǔ)19-28
• 2.1 有限元法概述19
• 2.2 船舶碰撞數(shù)值仿真研究方法19-20
• 2.3 船舶碰撞數(shù)值研究的方法選取及基礎(chǔ)理論20-27
• 2.3.1 船舶碰撞數(shù)值研究方法的選取20-21
• 2.3.2 船舶碰撞數(shù)值仿真基礎(chǔ)算法21-24
• 2.3.3 考慮失效應(yīng)變的材料模型24-25
• 2.3.4 沙漏模型25-26
• 2.3.5 接觸與摩擦26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 數(shù)學(xué)模型的算例驗(yàn)證及分析28-34
• 3.1 碰撞實(shí)例介紹28-29
• 3.2 船舶碰撞數(shù)值仿真29-31
• 3.2.1 模型簡(jiǎn)化29
• 3.2.2 附水質(zhì)量法29-30
• 3.2.3 建模及網(wǎng)格劃分30-31
• 3.2.4 最小時(shí)間步長(zhǎng)控制31
• 3.3 仿真結(jié)果31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 雙殼油船碰撞損傷特征34-51
• 4.1 仿真模型34-35
• 4.2 物性參數(shù)35-36
• 4.3 雙殼船體結(jié)構(gòu)損傷發(fā)展階段劃分36-40
• 4.3.1 模擬方案36
• 4.3.2 碰撞能量耗散規(guī)律36-37
• 4.3.3 碰撞力分析37-39
• 4.3.4 被撞船碰撞損傷階段劃分39-40
• 4.4 被撞船速度對(duì)船舶碰撞損傷發(fā)展的影響40-47
• 4.4.1 模擬方案40
• 4.4.2 內(nèi)外殼破損時(shí)刻點(diǎn)40-41
• 4.4.3 內(nèi)外殼破損時(shí)刻點(diǎn)的碰撞能量41-42
• 4.4.4 船舶碰撞損傷的形態(tài)與特征42-47
• 4.5 雙殼船體結(jié)構(gòu)碰撞損傷發(fā)展路徑47-50
• 4.5.1 模擬方案47
• 4.5.2 損傷路徑形態(tài)分析47-50
• 4.6 本章小結(jié)50-51
• 第五章 雙殼油船碰撞損傷圖譜繪制51-58
• 5.1 船舶碰撞損傷圖譜繪制方法51-53
• 5.2 7000DWT油船碰撞損傷圖譜53-57
• 5.2.1 仿真方案設(shè)計(jì)53
• 5.2.2 內(nèi)外殼的失效特征53-55
• 5.2.3 雙殼油船碰撞損傷圖譜及分析55-57
• 5.2.4 仿真驗(yàn)證與比較57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63-64
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1056913