隨著國內(nèi)外航運事業(yè)的發(fā)展,水上交通日益繁忙,船舶碰撞事故時有發(fā)生。船體的雙殼結(jié)構(gòu)形式可以提高船舶在航行中受外物撞擊后的安全性,若碰撞事故發(fā)生,外殼板破裂后,內(nèi)殼板能夠保證船艙的水密性。目前的研究主要集中在外殼板的大變形和初始破裂,以及隔板的大變形上,對雙殼結(jié)構(gòu)外殼板破裂后的撕裂特征,外殼板和隔板的耦合作用以及內(nèi)殼板損傷特征的研究較少。本文運用試驗、數(shù)值模擬和解析三種方法研究了雙殼船體結(jié)構(gòu)受球鼻艏撞擊至內(nèi)殼板破裂這一損傷過程的耐撞性能,揭示了雙殼船體結(jié)構(gòu)各組成構(gòu)件的損傷機理,提出了準確模擬雙殼船體結(jié)構(gòu)破壞過程的數(shù)值模擬方法和雙殼船體結(jié)構(gòu)的載荷預報方法。本文主要研究工作如下:首先,開展了外殼板模型撞擊試驗,研究了外殼板破裂后的撕裂特征。試驗中,設計了球-柱-錐組合形式撞頭,用以區(qū)分殼板大變形至初始破裂階段和撕裂階段;設計了不同類型的加筋板試件,用以研究加筋在抵抗碰撞中的作用。試驗得到了各試件的撞擊力-撞深曲線和變形破壞過程,揭示了外殼板的撕裂特征:相對于大變形至初始破裂階段,殼板在撕裂階段的吸能值較大,且加筋在撕裂階段中抵抗碰撞的作用更顯著;殼板內(nèi)的裂紋屬于張開型裂紋（“I”型裂紋）;撕裂... 

【文章頁數(shù)】：169 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及研究意義
    1.2 船舶碰撞研究方法現(xiàn)狀
    1.3 雙殼船體結(jié)構(gòu)的耐撞性研究
    1.4 本文的主要工作
2 外殼板破裂后撕裂特征的試驗研究
    2.1 引言
    2.2 外殼板撞擊試驗設計
    2.3 試驗結(jié)果
    2.4 試驗發(fā)現(xiàn)和討論
    2.5 本章小結(jié)
3 外殼板初始破裂和撕裂失效的數(shù)值模擬方法
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模擬的模型
    3.3 數(shù)值模擬結(jié)果
    3.4 新的數(shù)值模擬方法
    3.5 數(shù)值模擬關(guān)鍵問題的討論
    3.6 本章小結(jié)
4 外殼板大變形至破裂和撕裂階段的解析計算方法
    4.1 引言
    4.2 已有解析方法
    4.3 新的解析方法
    4.4 簡化解析解驗證
    4.5 解析解普適性分析
    4.6 本章小結(jié)
5 雙殼結(jié)構(gòu)損傷特征的試驗和數(shù)值模擬研究
    5.1 引言
    5.2 雙殼結(jié)構(gòu)撞擊試驗
    5.3 雙殼結(jié)構(gòu)碰撞的數(shù)值模擬
    5.4 基于數(shù)值模擬的討論
    5.5 本章小結(jié)
6 雙殼結(jié)構(gòu)耐撞性評估的解析計算方法
    6.1 引言
    6.2 雙殼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐撞性解析計算
    6.3 解析方法的驗證
    6.4 縮尺效應
    6.5 本章小結(jié)
7 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 本文創(chuàng)新點
    7.3 研究展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀學位期間發(fā)表論文目錄
附錄2 攻讀學位期間參加的主要科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]船舶碰撞機理與耐撞性結(jié)構(gòu)設計研究綜述[J]. 胡志強,崔維成.  船舶力學. 2005(02)
[2]柔性、剛性球艏對雙殼舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性能影響的研究[J]. 劉敬喜,胡紫劍,葉文兵.  中國艦船研究. 2008(05)
[3]內(nèi)河雙殼油船舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性分析[J]. 劉敬喜,葉文兵,徐建勇,胡紫劍.  中國造船. 2010(01)
[4]雙殼船內(nèi)外殼結(jié)構(gòu)耐撞性試驗與仿真研究[J]. 肖曙明,劉敬喜,王娜,朱加剛.  應用力學學報. 2013(02)
[5]雙殼船內(nèi)殼和外殼結(jié)構(gòu)耐撞性能的分析和比較[J]. 劉元丹,劉敬喜,肖曙明,莊科挺,胡紫劍.  中國造船. 2012(03)
[6]船舶碰撞仿真失效準則比較[J]. 劉敬喜,崔濛,龔榆峰.  中國艦船研究. 2015(04)
[7]橋梁防船撞鋼套箱的碰撞力快速估算[J]. 潘晉,張敏,許明財.  振動與沖擊. 2014(08)
[8]強桁材結(jié)構(gòu)在面內(nèi)沖壓載荷作用下的損傷變形機理研究[J]. 傅杰,劉昆,王自力.  工程力學. 2017(12)
[9]船首交叉單元壓潰力的簡化解析計算及應用修正[J]. 潘晉,黃詩雯,許明財.  中國造船. 2017(02)
[10]自升式平臺管結(jié)構(gòu)碰撞損傷機理研究[J]. 劉昆,高明星,俞同強,王自力.  船舶力學. 2018(05)

博士論文
[1]船舶碰撞載荷及結(jié)構(gòu)響應分析方法研究[D]. 宋明.大連理工大學 2017

碩士論文
[1]海監(jiān)船新型抗碰撞舷側(cè)結(jié)構(gòu)型式試驗與仿真研究[D]. 崔濛.華中科技大學 2015
[2]船體桁材在碰撞與擱淺中的結(jié)構(gòu)變形機理及FPSO舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗撞性能研究[D]. 高振國.上海交通大學 2015
[3]船舶擱淺于臺型礁石場景下雙層底主要構(gòu)件骨材的損傷機理研究[D]. 于兆龍.上海交通大學 2014
[4]典型船舶舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性能研究[D]. 葉文兵.華中科技大學 2008
[5]船橋碰撞機理及橋墩防護裝置研究[D]. 潘晉.武漢理工大學 2003



本文編號：3714728