本文關(guān)鍵詞：船舶與海洋平臺(tái)碰撞的動(dòng)力特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著海洋石油開采的增加,需要建造大量的海洋平臺(tái)。而由于海洋平臺(tái)的增多,船舶與海洋平臺(tái)碰撞事故在世界各地經(jīng)常發(fā)生,且事故發(fā)生的頻率越來越高。一旦發(fā)生此類事故,所導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失以及環(huán)境破壞是驚人的。為了減少事故損失,有必要對船與海洋平臺(tái)的碰撞機(jī)理進(jìn)行研究。 船舶與海洋平臺(tái)的碰撞是一個(gè)十分復(fù)雜的碰撞動(dòng)力學(xué)問題,是兩者在很短的時(shí)間內(nèi)在巨大沖擊載荷作用下的一種復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程,且碰撞過程中存在多種不確定性因素,因此企圖通過建立一個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型使問題得到完全解析是不可能的。經(jīng)過多年的發(fā)展,非線性有限元數(shù)值仿真正日益成為目前碰撞分析的最有效方法。 本文在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)之上,提出一種建模分析方法。該方法對船舶與海洋平臺(tái)進(jìn)行合理的簡化,避免傳統(tǒng)方法中分步多次計(jì)算方式,簡潔方便,減少對原始資料的依賴。同時(shí)還進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)選擇合適的材料模型和應(yīng)變率狀態(tài)。最后利用以上數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果對一艘5000t船舶(含附連水質(zhì)量)以1m/s、2m/s、5m/s三種速度碰撞平臺(tái)時(shí)對其多種響應(yīng)分析比較,得出一些有價(jià)值結(jié)論。 本文共分五章,第1章回顧船船碰撞機(jī)理、船舶與海洋平臺(tái)碰撞及船橋碰撞的研究發(fā)展情況。第2章對船舶與海洋平臺(tái)碰撞外部動(dòng)力學(xué)的解析方法進(jìn)行介紹,并對其中存在問題進(jìn)行討論,提出改進(jìn)方法,并嘗試在下面的分析中應(yīng)用。第3章對碰撞仿真的有限元法進(jìn)行介紹,并對本次計(jì)算所采用的顯式非線性有限元軟件ANSYS/LS-DYNA進(jìn)行簡要的介紹。第4章對船舶和導(dǎo)管架平臺(tái)進(jìn)行合理的簡化并進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)驗(yàn)證,同時(shí)選擇合適的材料模型和應(yīng)變率狀態(tài)。最后利用以上數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果對船舶以1m/s、2m/s、5m/s三種速度碰撞平臺(tái)時(shí)進(jìn)行計(jì)算分析,得出一些有價(jià)值的結(jié)論。第5章總結(jié)全文,并對進(jìn)一步的研究工作進(jìn)行展望。
【關(guān)鍵詞】：船舶與海洋平臺(tái)碰撞 動(dòng)力響應(yīng) 數(shù)值仿真 應(yīng)變率 附連水
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：U661.1
【目錄】：

• 第1章 緒論7-21
• 1.1 選題的背景、目的和意義7-13
• 1.2 船舶與海洋工程碰撞動(dòng)力學(xué)的國內(nèi)外研究概況13-18
• 1.2.1 外部碰撞力學(xué)機(jī)理13-14
• 1.2.2 內(nèi)部碰撞機(jī)理14-18
• 1.3 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)18-21
• 第2章 船舶與導(dǎo)管架平臺(tái)碰撞的理論方法21-33
• 2.1 前言21
• 2.2 碰撞場景21-24
• 2.2.1 海上波浪環(huán)境21-22
• 2.2.2 事故發(fā)生頻率、原因22-23
• 2.2.3 平臺(tái)在事故前的位置、狀態(tài)23
• 2.2.4 船舶的大小、速度23-24
• 2.2.5 船舶與平臺(tái)碰撞的位置24
• 2.3 船舶與柔性平臺(tái)的碰撞動(dòng)力學(xué)24-29
• 2.3.1 撞擊船的運(yùn)動(dòng)加速度25-26
• 2.3.2 碰撞的相對加速度26
• 2.3.3 碰撞時(shí)的受力26-27
• 2.3.4 碰撞時(shí)的沖量27-28
• 2.3.5 碰撞結(jié)束時(shí)的船體運(yùn)動(dòng)速度28-29
• 2.3.6 碰撞的能量分布29
• 2.4 關(guān)于此方法的討論29-32
• 2.4.1 船舶外部流體動(dòng)力作用問題29-31
• 2.4.2 局部變形及其時(shí)程分析問題31-32
• 2.5 結(jié)語32-33
• 第3章 碰撞仿真有限元法33-50
• 3.1 前言33
• 3.2 接觸和碰撞問題的有限元理論33-45
• 3.2.1 接觸面方程34-38
• 3.2.2 接觸問題的求解方案38-41
• 3.2.3 接觸問題的有限元離散41-44
• 3.2.4 有限元方程解法44-45
• 3.3 ANSYS／LS-DYNA程序概述45-50
• 3.3.1 ANSYS／LS-DYNA主要材料介紹46-48
• 3.3.2 ANSYS／LS-DYNA主要單元介紹48-49
• 3.3.3 ANSYS／LS-DYNA接觸功能49-50
• 第4章 船舶與導(dǎo)管架平臺(tái)碰撞的數(shù)值仿真50-81
• 4.1 引言50
• 4.2 選取模型介紹50-53
• 4.2.1 導(dǎo)管架平臺(tái)50
• 4.2.2 船舶50-53
• 4.3 模型數(shù)值試驗(yàn)53-67
• 4.3.1 模型簡化數(shù)值試驗(yàn)54-60
• 4.3.2 不同材料模型的數(shù)值試驗(yàn)60-67
• 4.4 不同碰撞速度時(shí)平臺(tái)動(dòng)力特性分析67-80
• 4.4.1 碰撞力分析68-69
• 4.4.2 碰撞的應(yīng)力應(yīng)變分析69-71
• 4.4.3 系統(tǒng)各類型能量時(shí)間歷程71-74
• 4.4.4 平臺(tái)位移的時(shí)程分析74-76
• 4.4.5 平臺(tái)速度的時(shí)程分析76-77
• 4.4.6 平臺(tái)加速度的時(shí)程分析77-79
• 4.4.7 分析小結(jié)79-80
• 4.5 結(jié)論80-81
• 第5章 總結(jié)和展望81-83
• 5.1 本文工作總結(jié)81-82
• 5.2 后續(xù)研究工作展望82-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文88

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 丁紅巖;樂叢歡;張浦陽;;雙層立管在船舶撞擊作用下結(jié)構(gòu)行為分析[J];船舶力學(xué);2010年08期

2 曲慧;霍靜思;許超;;T形管節(jié)點(diǎn)落錘動(dòng)態(tài)抗沖擊性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2013年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 樂叢歡;海洋平臺(tái)基于結(jié)構(gòu)碰撞損傷的風(fēng)險(xiǎn)評估[D];天津大學(xué);2010年

2 李忠軍;高架橋梁地震碰撞分析及控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 李鴻飛;自動(dòng)化彈庫接口技術(shù)及碰撞動(dòng)力特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 王珊;沖擊載荷作用下船體結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力響應(yīng)分析[D];天津大學(xué);2010年

3 時(shí)勝召;分布式交互仿真模擬技術(shù)的研究及其在深水海洋平臺(tái)錨泊操作模擬中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2012年

4 楊亮;海洋導(dǎo)管架平臺(tái)的耐撞特性研究[D];大連理工大學(xué);2008年

5 陳云水;深水立管碰撞的有限元分析[D];上海交通大學(xué);2008年

6 唐亮;剛性質(zhì)量塊撞擊簡支梁多次彈塑性接觸模型研究[D];南京理工大學(xué);2008年

7 陳凡;沖擊荷載作用下熱軋T型方鋼管節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能研究[D];湖南大學(xué);2012年

8 金夢菊;船舶與自升式平臺(tái)碰撞的動(dòng)力特性研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：船舶與海洋平臺(tái)碰撞的動(dòng)力特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：315890