[目的]SPS夾層板具有優(yōu)越的抗沖擊性能,可應(yīng)用于船艏局部加強(qiáng)設(shè)計(jì)中,以提升船艏的抗砰擊性能。[方法]采用非線性有限元軟件LS-DYNA,分析基于質(zhì)量相當(dāng)原則設(shè)計(jì)的SPS覆層船艏在外飄砰擊載荷作用下的結(jié)構(gòu)吸能、應(yīng)力等力學(xué)行為,并與傳統(tǒng)鋼質(zhì)船艏的吸能特性進(jìn)行對(duì)比分析。[結(jié)果]研究結(jié)果表明,SPS覆層船艏的總體比吸能峰值與鋼質(zhì)船艏相比提升了18.2%;SPS覆層外板是船艏的主要吸能組件,與鋼質(zhì)外板相比,SPS覆層外板組件的比吸能峰值最大增幅為41.3%;SPS覆層船艏的內(nèi)部板架應(yīng)力峰值更小。[結(jié)論]將SPS覆層應(yīng)用于船艏局部加強(qiáng)能顯著提升結(jié)構(gòu)的吸能效果,緩沖砰擊載荷,降低內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)力,保障結(jié)構(gòu)安全,是一種提高船艏總體砰擊極限承載力的有效手段,研究結(jié)果可為高性能船舶設(shè)計(jì)制造提供參考。

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【部分圖文】：

圖1 船艏結(jié)構(gòu)劃分示意圖

依據(jù)鋼材厚度，將傳統(tǒng)的鋼質(zhì)船艏劃分為6個(gè)組件，圖1所示為船艏結(jié)構(gòu)劃分示意圖。由圖1可知，船艏組件1、組件5和組件6組成船艏底板及舷側(cè)外板。鋼質(zhì)船艏組件1、組件5和組件6的板材厚度分別為8,10和12mm。采用SPS夾層板替換船艏舷側(cè)外板及底板（即組件1、組件5和組件6）�！朵搳A....

圖2 船艏外飄砰擊有限元模型

外飄砰擊三維船艏有限元模型如圖2所示。船艏初始吃水為4.5m，初始垂向速度為10m/s。在計(jì)算分析中，建立考慮航速的三維船艏模型能夠更真實(shí)地反應(yīng)船艏外飄砰擊過(guò)程[10]，因此，將船艏初始航速設(shè)置為15kn。船艏總體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，采用層合板建模法可以滿足一般精度，極大地提高計(jì)算....

圖3 船艏總體比吸能對(duì)比

圖3所示為2種船艏模型總體比吸能變化對(duì)比曲線。由圖可知：在外飄砰擊載荷作用下，SPS覆層局部加強(qiáng)船艏的比吸能曲線與鋼質(zhì)船艏的變化趨勢(shì)一致，但SPS覆層船艏的總體比吸能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋼質(zhì)船艏。在砰擊載荷作用的初始時(shí)間段，即t=0～9ms時(shí)刻，船艏的比吸能值迅速提升，其中SPS覆層船....

圖4 船艏組件比吸能變化

圖4所示為2種船艏模型不同組件（以組件1與組件5為例）的比吸能變化對(duì)比曲線。由圖可以看出，SPS覆層船艏與鋼質(zhì)船艏外板同一組件的吸能曲線其變化趨勢(shì)一致。與鋼質(zhì)船艏相比，采用SPS夾層板替換后，船艏外板組件1與組件5的吸能效果有明顯的提升。表3給出了SPS覆層船艏和鋼質(zhì)船艏各組件與....

本文編號(hào)：4021280