極地資源的開采和航道的利用,如今成為人們對極地冰區(qū)研究的熱點。但極地冰雪覆蓋,其資源開采、科學(xué)考察及航道利用等,都不可避免的需要適用于極地航行的船舶。由于極地特殊的環(huán)境特點,極地冰區(qū)船舶面臨諸多挑戰(zhàn),尤其是大量浮冰對船舶的不可預(yù)見的撞擊破壞,對船舶的耐撞性能提出了更高的要求。復(fù)合結(jié)構(gòu),特別是夾層結(jié)構(gòu),因其具有高比強(qiáng)度,高比剛度以及隔熱、隔聲等諸多優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于修船、造船等領(lǐng)域。設(shè)計并研究新型船舶結(jié)構(gòu)在冰撞載荷作用下的響應(yīng)與損傷機(jī)理,對提高冰區(qū)船舶的耐撞性能設(shè)計等具有重要的現(xiàn)實意義。本文主要針對船用I型金屬夾層板結(jié)構(gòu),采用有限元仿真方法,對冰撞載荷下船用金屬夾層板的抗沖擊性能開展了研究。主要研究內(nèi)容包括:（1）基于不同區(qū)域海冰的力學(xué)性能與本構(gòu)模型,提出了適用于本文研究的冰本構(gòu)模型,并運用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA驗證了冰材料的準(zhǔn)確性。（2）通過多種載荷工況下,如不同形狀冰體以不同撞擊速度撞擊I型夾層結(jié)構(gòu)的不同位置等,對比研究夾層板結(jié)構(gòu)的損傷變形,碰撞力和吸能等特性,開展冰撞載荷參數(shù)影響研究,建立冰撞載荷與結(jié)構(gòu)抗沖擊性能之間的規(guī)律。（3）開展I型夾層板結(jié)構(gòu)抗冰撞性能研究。首先在... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 冰材料特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 船冰碰撞研究現(xiàn)狀
        1.2.3 新型夾層結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 冰材料特性研究
    2.1 海冰力學(xué)性能
        2.1.1 冰的彈性模量
        2.1.2 冰的泊松比
    2.2 用于海冰研究的力學(xué)本構(gòu)模型
        2.2.1 理想彈塑性模型
        2.2.2 彈脆性模型
        2.2.3 破壞準(zhǔn)則
    2.3 冰體材料特性仿真驗證
        2.3.1 數(shù)值模擬方法
        2.3.2 顯示動力分析法
        2.3.3 失效設(shè)置
        2.3.4 沙漏系數(shù)和阻尼系數(shù)
        2.3.5 冰體碰撞有限元模型
        2.3.6 結(jié)果驗證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 冰撞過程與夾層板結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)分析
    3.1 夾層板模型
    3.2 船體材料模型
    3.3 船-冰碰撞性能評判標(biāo)準(zhǔn)
    3.4 船用夾層板與冰體的碰撞過程研究
    3.5 冰體形狀對碰撞的影響
        3.5.1 碰撞的損傷變形
        3.5.2 碰撞力
        3.5.3 能量吸收
    3.6 撞擊速度對碰撞的影響
        3.6.1 碰撞的損傷變形
        3.6.2 碰撞力
        3.6.3 能量吸收
    3.7 撞擊位置對碰撞的影響
        3.7.1 碰撞的損傷變形
        3.7.2 碰撞力
        3.7.3 能量吸收
    3.8 本章小結(jié)
第4章 夾層板結(jié)構(gòu)抗冰撞性能分析與參數(shù)研究
    4.1 夾層板結(jié)構(gòu)抗冰撞性能分析
    4.2 幾何參數(shù)對抗冰撞性能的影響分析
        4.2.1 第一組夾層板碰撞力和吸能特性分析
        4.2.2 第二組夾層板碰撞力和吸能特性分析
        4.2.3 第三組夾層板碰撞力和吸能特性分析
        4.2.4 夾層板厚度對抗冰撞性能的影響
    4.3 材料參數(shù)對抗冰撞性能的影響
        4.3.1 芯層材料的密度影響分析
        4.3.2 芯層材料的彈性模量影響分析
        4.3.3 芯層材料的屈服強(qiáng)度影響分析
        4.3.4 芯層材料參數(shù)對抗冰撞性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 低溫環(huán)境對夾層結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響分析
    5.1 含焊縫結(jié)構(gòu)的夾層板結(jié)構(gòu)有限元模型
    5.2 低溫環(huán)境對焊縫結(jié)構(gòu)的性能影響研究
        5.2.1 彎曲強(qiáng)度
        5.2.2 沖擊韌性
    5.3 本章小結(jié)
第6章 舷側(cè)夾層替代結(jié)構(gòu)抗冰撞研究
    6.1 舷側(cè)夾層結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計
    6.2 有限元模型
    6.3 新型夾層舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗冰撞分析
        6.3.1 結(jié)構(gòu)損傷變形
        6.3.2 碰撞力
        6.3.3 結(jié)構(gòu)吸能
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 本文主要內(nèi)容與結(jié)論
    7.2 進(jìn)一步研究的工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3262019