船舶在其整個(gè)的運(yùn)營(yíng)航行周期中,經(jīng)常承受各種復(fù)雜的外部載荷作用,而動(dòng)態(tài)載荷占了相當(dāng)部分。考慮動(dòng)態(tài)效應(yīng)下的船舶結(jié)構(gòu)響應(yīng)與靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)規(guī)律差別很大。針對(duì)承受動(dòng)態(tài)載荷的船舶與海洋結(jié)構(gòu)物,目前國(guó)內(nèi)外船級(jí)社規(guī)范使用評(píng)估方法大多基于準(zhǔn)靜態(tài)等效法則。雖然準(zhǔn)靜態(tài)評(píng)估方法與結(jié)構(gòu)的永久變形和塑性承載能力有一定的內(nèi)在聯(lián)系,但它忽略了材料的動(dòng)態(tài)失效特性以及動(dòng)態(tài)載荷的時(shí)間特征。用準(zhǔn)靜態(tài)評(píng)估方法對(duì)考慮動(dòng)態(tài)效應(yīng)后的船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行校核不能全面地反映其真實(shí)的受力狀態(tài)和破壞模式。為了研究一種考慮材料的動(dòng)態(tài)行為和載荷的時(shí)間特征下船舶結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度衡準(zhǔn),本文開展了以下幾方面的研究工作:1)對(duì)材料力學(xué)和動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論進(jìn)行了歸納和整理,對(duì)鋼材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及船體結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)評(píng)估方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)。2)針對(duì)承受動(dòng)態(tài)載荷作用的船舶與海洋結(jié)構(gòu)物,對(duì)其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析中涉及到的基本理論進(jìn)行了闡述,對(duì)接觸碰撞過程、流固耦合分析理論、考慮應(yīng)變率效應(yīng)的船體結(jié)構(gòu)材料模型、沙漏問題等進(jìn)行了說明。3)針對(duì)船-冰碰撞過程,運(yùn)用非線性有限元仿真軟件LS-DYNA進(jìn)行了求解,得出了船體結(jié)構(gòu)所受碰撞力的時(shí)間歷程和結(jié)構(gòu)響應(yīng),并對(duì)船-冰碰撞過程的結(jié)構(gòu)響應(yīng)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

接觸碰撞罰函數(shù)法3)確定從節(jié)點(diǎn)n在主面上的接觸點(diǎn)c坐標(biāo)

圖 2.3 碰撞過程沙漏現(xiàn)象示意圖采用施加內(nèi)部節(jié)點(diǎn)力的方法來(lái)抵消掉沙漏力，如下所示。41( 1, 2,3; 1, 2,3...8)ik k ij jkjf a h i k (k 為自定義系數(shù)，ijh 為沙漏模態(tài)的模，jk 為沙漏模態(tài)。單點(diǎn)積分法不可避免會(huì)產(chǎn)生沙漏能，但若沙漏能占系統(tǒng)峰值能量比例小于生沙漏現(xiàn)象的區(qū)域距離研究目標(biāo)較遠(yuǎn)時(shí)，此時(shí)計(jì)算結(jié)果都具有較高的可小結(jié)針對(duì)承受動(dòng)態(tài)載荷作用的船舶與海洋結(jié)構(gòu)物，對(duì)其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析中涉論進(jìn)行了闡述，對(duì)接觸碰撞過程、流固耦合分析理論、考慮應(yīng)變率效應(yīng)的模型、沙漏問題等進(jìn)行了說明。本課題后續(xù)將針對(duì)船-冰碰撞作用下的船 LS-DYNA 解決動(dòng)力學(xué)問題的優(yōu)勢(shì)展開對(duì)船體結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征的研究

圖 3.1 船-冰碰撞仿真模型3.2.2 模型材料屬性(1) 船體結(jié)構(gòu)船-冰碰撞過程中，二者相互作用產(chǎn)生高應(yīng)力，船體材料可能超過彈性極限而發(fā)生塑性變形。另一方面，船體受到冰載荷的沖擊作用，結(jié)構(gòu)之間的作用時(shí)間短，材料可能會(huì)發(fā)生高應(yīng)變率的情況，因此船體材料應(yīng)采用考慮應(yīng)變率的分段線性彈塑性材料[44]。該模型采用 Cowper-Symonds 模型來(lái)考慮應(yīng)變率的影響，用一組線段來(lái)模擬金屬硬化過程中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，具有較高的精確度�？紤]應(yīng)變率后的屈服應(yīng)力靜態(tài)屈服應(yīng)力間的關(guān)系方程如下： 1, ( ) 1PPP P Peffy eff eff y effC (3-1)式中，C 和 P 為應(yīng)變率參數(shù)， ( )Py eff 為不考慮應(yīng)變率時(shí)的靜態(tài)屈服應(yīng)力， ( )Py eff

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3291007