撞擊載荷是一種極端危險載荷,抗撞擊能力的提高對船舶安全性的提高有很大意義,在極地航道愈被重視以來,船舶的防撞、防冰性能也愈加重要。本文結(jié)合實驗與數(shù)值方法,對簡化結(jié)構(gòu)在剛性塊撞擊載荷和冰塊撞擊載荷下的動力響應(yīng)進行了研究,得到了結(jié)構(gòu)的防撞設(shè)計建議;探索了船側(cè)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,對簡化結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、依據(jù)變形反解載荷問題、實際船側(cè)局部防撞優(yōu)化問題進行了研究,提供了較好的技術(shù)案例。具體研究內(nèi)容包括:1)基于撞擊體為剛性的假設(shè),將船首撞擊船側(cè)結(jié)構(gòu)的工況簡化為球形和楔形沖頭撞擊加筋板和光板。以數(shù)值計算為主,以實驗驗證為輔,對加筋板結(jié)構(gòu)和光板結(jié)構(gòu)在兩種沖頭撞擊下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和能量吸收進行了分析和對比,得知:易遭受球形沖頭撞擊的位置需要增設(shè)加強筋,而易遭受楔形沖頭撞擊的位置則需要增加板的設(shè)計厚度。2)基于驗證后的冰材料仿真計算模型,開展了不同尖端寬度的浮冰模型撞擊固支板結(jié)構(gòu)的數(shù)值計算,分析了結(jié)構(gòu)響應(yīng),并與對應(yīng)形狀的剛性撞擊塊的結(jié)果進行了對比,提出了局部位移的冰塊影響因數(shù)IIFD和撞擊能量折減因數(shù)DERR,分別用于表征位移和能量變化,并得知:冰塊撞擊過程中,被撞結(jié)構(gòu)越弱的部位越容易遭受嚴重的破壞,冰區(qū)船舶... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究思路框架

船舶碰撞基本假設(shè).1 碰撞設(shè)計模式船舶營運過程中，船-船之間的碰撞在工程實際上是十分常見的。由于結(jié)構(gòu)強度較高、船舶質(zhì)量巨大、航行速度較低，所以船舶之間的碰撞是低速、大質(zhì)量的近似剛性體與舷側(cè)結(jié)構(gòu)之間發(fā)生碰撞。被撞船的舷到撞擊船巨大的沖擊載荷作用，往往會發(fā)生復(fù)雜的非線性動態(tài)響應(yīng)過的沖擊能量可以在很短時間內(nèi)造成被撞結(jié)構(gòu)嚴重的破壞與變形。對于船冰碰撞而言，由于撞擊物與被撞物結(jié)構(gòu)剛度的不同，存在不同式。根據(jù)挪威石油工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(NORSOK，2004)[45]，當(dāng)結(jié)構(gòu)在冰區(qū)冰山撞擊時，是按照事故極限模式進行設(shè)計的，存在可區(qū)分的三種不法：柔性設(shè)計、中和設(shè)計和剛性設(shè)計。

圖 2-2 兩船相撞示意圖1.3 塑性力學(xué)假設(shè)對于板來說，在碰撞過程中一般會存在塑性變形，需要對復(fù)雜的應(yīng)力-應(yīng)系進行分析。一般會對材料的塑性行為設(shè)置某些基本假設(shè)，接著對應(yīng)力-應(yīng)系進行理想化，即根據(jù)不同問題對實際材料特性做不同的簡化。其中，理塑性和彈-線性強化簡化模型如圖 3、4 所示[47]：圖 2-3 理想彈塑性

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3495265