本文關(guān)鍵詞：碰撞載荷作用下船舶舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 船舶碰撞是指船舶在海上或者與海相通的可航水域發(fā)生接觸造成損害的事故,它往往造成結(jié)構(gòu)破損、貨物泄漏、環(huán)境污染、人員傷亡等災(zāi)難性的后果。因此,無(wú)論從安全上、經(jīng)濟(jì)上,還是環(huán)境保護(hù)上來(lái)看,研究船舶碰撞的結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理,進(jìn)而提高船舶結(jié)構(gòu)抗沖擊性能都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 目前,船舶碰撞的研究方法主要有簡(jiǎn)化解析法、試驗(yàn)研究法和數(shù)值仿真計(jì)算三種。由于簡(jiǎn)化解析方法精確性不高和試驗(yàn)研究成本太高,本文主要采用數(shù)值仿真的方法�；谠谘姓n題《中俄船舶抗沖擊防護(hù)結(jié)構(gòu)研究》中對(duì)民品船舶的碰撞性能研究要求,主要從船舶結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),采用大型動(dòng)力有限元計(jì)算軟件ABAQUS/EXPLICIT,以數(shù)值仿真計(jì)算為主要手段并結(jié)合船舶碰撞動(dòng)力學(xué)及塑性動(dòng)力學(xué)的基本原理,研究了船舶碰撞過(guò)程中碰撞載荷、舷側(cè)構(gòu)件的損傷變形、失效模式及能量吸收的力學(xué)機(jī)理。與此同時(shí),對(duì)十字隔板相對(duì)剛度、艙內(nèi)液貨、碰撞相對(duì)位置、碰撞速度、碰撞角度和碰撞質(zhì)量等碰撞因素對(duì)船舶舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的影響也進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,為以后船舶舷側(cè)碰撞性能的評(píng)估及未來(lái)新型船舶結(jié)構(gòu)的耐撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)提供借鑒,同時(shí)也為我國(guó)新的船舶設(shè)計(jì)和制造抗沖擊標(biāo)準(zhǔn)提供有價(jià)值的參考。 具體的說(shuō),本文主要研究?jī)?nèi)容如下: (1)從理論研究、試驗(yàn)研究及數(shù)值仿真三個(gè)方面總結(jié)分析了船舶碰撞領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并對(duì)比分析了三種研究方法的優(yōu)缺點(diǎn),簡(jiǎn)要闡述了本文的主要研究工作和方法; (2)推導(dǎo)、介紹了船舶碰撞運(yùn)動(dòng)控制方程及其有限元求解方法,重點(diǎn)討論了船舶碰撞數(shù)值仿真的基本理論和有限元建模時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)和處理技巧; (3)船體板架抗沖擊性能研究及其數(shù)值仿真方法有效性驗(yàn)證。根據(jù)國(guó)外加筋板架碰撞系列試驗(yàn)情況,選取其中五種典型加筋板架模型進(jìn)行了數(shù)值仿真計(jì)算和理論分析,對(duì)船體板架抗沖擊性能進(jìn)行了研究,與此同時(shí),計(jì)算結(jié)果表明本文采用數(shù)值仿真方法具有很高的精度,能夠滿足工程應(yīng)用的需要; (4)利用數(shù)值仿真方法,對(duì)典型雙層舷側(cè)結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能進(jìn)行了分析。應(yīng)用前文總結(jié)的船舶碰撞數(shù)值仿真建模的關(guān)鍵技術(shù)和處理技巧,建立了碰撞數(shù)值模型,并主要從碰撞載荷、舷側(cè)構(gòu)件損傷變形模式及能量的吸收與轉(zhuǎn)換三個(gè)方面對(duì)舷側(cè)結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能進(jìn)行分析研究; (5)分析研究了系列碰撞因素對(duì)舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的影響。通過(guò)改變部分模型參數(shù),數(shù)值仿真很方便地分析了十字隔板相對(duì)剛度、艙內(nèi)液貨、碰撞相對(duì)位置、碰撞速度、碰撞角度和碰撞質(zhì)量等碰撞因素對(duì)舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的影響,尤其是首次開(kāi)展了針對(duì)十字隔板相對(duì)剛度和艙內(nèi)液貨影響的研究工作,對(duì)全面評(píng)估船舶舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能具有重要意義。 基于以上研究?jī)?nèi)容,本文主要在以下兩方面有所創(chuàng)新: (1)提出了結(jié)構(gòu)相對(duì)剛度的概念,并將其應(yīng)用到船舶碰撞研究中,實(shí)現(xiàn)了舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的初步優(yōu)化; (2)首次開(kāi)展了艙內(nèi)液貨對(duì)舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能影響的研究,為后續(xù)研究工作的開(kāi)展提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】：船舶碰撞 數(shù)值仿真 舷側(cè)結(jié)構(gòu) 抗沖擊性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：U661.43
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 研究意義和目的12-13
• 1.2 船舶碰撞研究?jī)?nèi)容及方法13-14
• 1.3 船舶碰撞研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 簡(jiǎn)化解析法研究綜述14-15
• 1.3.2 試驗(yàn)研究綜述15-17
• 1.3.3 數(shù)值仿真研究綜述17-18
• 1.4 論文主要內(nèi)容18-20
• 第2章 船舶碰撞基本理論與數(shù)值仿真技術(shù)20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 船舶碰撞運(yùn)動(dòng)控制方程20-22
• 2.3 顯示有限元求解方法22-23
• 2.4 材料模型及其失效判據(jù)23-24
• 2.4.1 彈塑性流動(dòng)材料模型23
• 2.4.2 斷裂失效判據(jù)23-24
• 2.5 碰撞仿真中沙漏控制24
• 2.6 船舶碰撞數(shù)值建模24-27
• 2.6.1 計(jì)算模型化處理25
• 2.6.2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化25
• 2.6.3 網(wǎng)格劃分25-26
• 2.6.4 模型檢查26
• 2.6.5 時(shí)間步長(zhǎng)調(diào)整26-27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 第3章 碰撞載荷下船體板架抗沖擊性能研究28-43
• 3.1 引言28
• 3.2 加筋板架碰撞模型試驗(yàn)28-30
• 3.2.1 碰撞試驗(yàn)機(jī)28-29
• 3.2.2 加筋板架模型29-30
• 3.3 加筋板架碰撞數(shù)值仿真分析30-37
• 3.3.1 損傷變形分析30-34
• 3.3.2 應(yīng)力應(yīng)變分析34-36
• 3.3.3 碰撞力載荷36
• 3.3.4 能量吸收與轉(zhuǎn)換36-37
• 3.4 加筋板架損傷變形理論預(yù)測(cè)37-41
• 3.4.1 板殼變形能37-39
• 3.4.2 加強(qiáng)筋變形能39-40
• 3.4.3 加筋板架變形計(jì)算及分析40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 船舶典型舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 船舶碰撞有限元模型43-46
• 4.2.1 剛性球鼻艏撞頭43-44
• 4.2.2 被撞船舷側(cè)艙段44-45
• 4.2.3 整體模型及碰撞情景45-46
• 4.3 碰撞力載荷46-47
• 4.4 各構(gòu)件損傷變形47-48
• 4.5 應(yīng)力及應(yīng)變響應(yīng)48-51
• 4.6 能量吸收與轉(zhuǎn)換51-53
• 4.7 本章小結(jié)53-54
• 第5章 碰撞因素對(duì)舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能影響分析54-70
• 5.1 引言54
• 5.2 十字隔板相對(duì)剛度54-60
• 5.2.1 相對(duì)剛度定義54-55
• 5.2.2 內(nèi)殼板損傷變形分析55-57
• 5.2.3 碰撞載荷及能量吸收57-60
• 5.3 艙內(nèi)液貨60-66
• 5.3.1 碰撞力載荷61-62
• 5.3.2 舷側(cè)各構(gòu)件損傷及吸能分析62-65
• 5.3.3 艙內(nèi)原油自由面運(yùn)動(dòng)65-66
• 5.4 碰撞速度66-67
• 5.5 碰撞角度67
• 5.6 碰撞質(zhì)量67-68
• 5.7 本章小結(jié)68-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文和取得科研成果78-79
• 致謝79

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 吳文鋒;雙殼油船碰撞結(jié)構(gòu)損傷數(shù)值研究及液貨泄漏量分析[D];大連海事大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 隋建波;船舶機(jī)艙結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究[D];大連海事大學(xué);2011年

2 呂達(dá);船舶碰撞區(qū)域損傷的研究及應(yīng)用[D];大連海事大學(xué);2012年

3 侯建;全船有限元強(qiáng)度分析及船舶碰撞仿真[D];大連理工大學(xué);2012年

4 李磊;漁船碰撞損傷的數(shù)值仿真研究[D];浙江海洋學(xué)院;2012年

  本文關(guān)鍵詞：碰撞載荷作用下船舶舷側(cè)結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：383998