本文關(guān)鍵詞：舷側(cè)管式耐沖擊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及力學(xué)性能研究

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【摘要】：世界各國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快,使得海上交通日趨繁忙,海洋平臺數(shù)量越來越多,船舶碰撞事故時(shí)有發(fā)生,造成嚴(yán)重?fù)p失。船舶碰撞領(lǐng)域的研究工作一直在開展,各國學(xué)者相繼進(jìn)行大量研究�；诠苁浇Y(jié)構(gòu)具有較高的強(qiáng)重比和吸能效率,將管式結(jié)構(gòu)應(yīng)用于舷側(cè)結(jié)構(gòu)探討舷側(cè)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能變化是一個(gè)研究方向。本文首先歸納概述管式結(jié)構(gòu)和船舶防撞的研究歷史和現(xiàn)狀,基于此提出了三種管式夾層板,并使用非線性有限元軟件ABAQUS建立管式夾層板的有限元模型,分析結(jié)構(gòu)參數(shù)變化后碰撞力、能量吸收等變化趨勢;用三種夾層板代替單殼船舷側(cè)外板和肋骨,分析了新式舷側(cè)的耐撞性;設(shè)計(jì)出新型縱桁--齒型縱桁結(jié)構(gòu),并應(yīng)用于雙舷側(cè)結(jié)構(gòu),分析結(jié)構(gòu)力學(xué)性能變化;最后將管式夾層板和齒型縱桁均應(yīng)用于舷側(cè)結(jié)構(gòu),形成新型管式舷側(cè)結(jié)構(gòu),全面評估其耐撞性能。本文的主要研究工作及結(jié)論如下:(1)廣泛閱讀中外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對國內(nèi)外船舶耐撞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案及管狀結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)行歸納總結(jié);學(xué)習(xí)了非線性有限元基本理論,對ABAQUS動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析所用到的關(guān)鍵技術(shù)和分析流程進(jìn)行消化吸收。(2)運(yùn)用有限元軟件,建立了橢圓管夾層板的有限元模型。討論了夾層板的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、建模方法、網(wǎng)格尺寸和能量守恒,為進(jìn)一步開展夾層板的力學(xué)性能研究提供技術(shù)支持。(3)建立圓管夾層板、橢圓管夾層板和IO型夾層板模型,通過改變夾層板結(jié)構(gòu)面板厚度、夾芯壁厚度及夾芯層排布方式,分析結(jié)構(gòu)吸能、碰撞力及比能的變化規(guī)律。(4)在結(jié)構(gòu)重量基本相等的前提下,將普通船體加筋板架等效成圓管夾層板、橢圓管夾層板和IO型夾層板,并將它們用于傳統(tǒng)舷側(cè)結(jié)構(gòu);對比分析傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和新式舷側(cè)結(jié)構(gòu)的耐撞性能,研究表明:在質(zhì)量基本相當(dāng)?shù)那疤嵯?三種舷側(cè)結(jié)構(gòu)能更好的抵抗沖擊載荷,耐撞性能均顯著增加;相同工況下IO型夾層板效果更優(yōu)。(5)以增大結(jié)構(gòu)參與變形的范圍為思路,設(shè)計(jì)出齒型縱桁并進(jìn)行數(shù)值仿真,選取三個(gè)典型位置與傳統(tǒng)雙舷側(cè)結(jié)構(gòu)對比分析,得出在1、2位置時(shí)結(jié)構(gòu)耐撞性較好,在3位置時(shí)耐撞性未發(fā)生顯著變化。(6)將管式夾層板和齒型縱桁同時(shí)應(yīng)用于船舶舷側(cè)結(jié)構(gòu),形成三種管式舷側(cè)結(jié)構(gòu),將新型結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)做比較,得出新型結(jié)構(gòu)能較好的防護(hù)船舶結(jié)構(gòu)的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：管狀結(jié)構(gòu) 管式夾層板 舷側(cè)耐撞 數(shù)值仿真 齒型縱桁
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U661.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 主要符號說明14-15
• 第一章 緒論15-24
• 1.1 研究背景與意義15-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和方法17-23
• 1.2.1 管式耐沖擊結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.2 舷側(cè)耐撞結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀19-23
• 1.3 本文主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)23-24
• 1.3.1 本文主要工作23
• 1.3.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)23-24
• 第二章 非線性有限元理論及夾層板數(shù)值仿真技術(shù)分析24-38
• 2.1 非線性有限元分析方法24-31
• 2.1.1 彈性力學(xué)基礎(chǔ)24
• 2.1.2 動(dòng)態(tài)問題的有限元求解方法24-25
• 2.1.3 材料模型25-27
• 2.1.4 ABAQUS動(dòng)力學(xué)方程求解27-31
• 2.1.5 接觸定義31
• 2.2 夾層板結(jié)構(gòu)概述31-33
• 2.2.1 夾層板的分類31-32
• 2.2.2 夾層板的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則32
• 2.2.3 夾層板的優(yōu)越性32-33
• 2.3 新型夾層板結(jié)構(gòu)耐撞性有限元分析33-37
• 2.3.1 建模方案討論33-34
• 2.3.2 網(wǎng)格尺寸討論34-35
• 2.3.3 能量守恒35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 夾層板結(jié)構(gòu)橫向沖擊性能研究38-57
• 3.1 引言38-39
• 3.2 圓管夾層板39-45
• 3.2.1 圓管壁厚對沖擊性能的影響39-41
• 3.2.2 面板厚度對沖擊性能的影響41-43
• 3.2.3 圓管中心間距對沖擊性能的影響43-45
• 3.3 橢圓管夾層板45-50
• 3.3.1 橢圓管壁厚對沖擊性能的影響45-46
• 3.3.2 面板厚度對沖擊性能的影響46-48
• 3.3.3 橢圓管中心間距對沖擊性能的影響48-50
• 3.4 IO型夾層板50-55
• 3.4.1 夾芯層壁厚對沖擊性能的影響50-52
• 3.4.2 面板厚度對沖擊性能的影響52-53
• 3.4.3 圓管中心間距對沖擊性能的影響53-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 第四章 基于管式夾層板的船體耐撞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)57-69
• 4.1 引言57-59
• 4.1.1 管式夾層板舷側(cè)概念設(shè)計(jì)57
• 4.1.2 碰撞方案及有限元模型57-59
• 4.2 傳統(tǒng)舷側(cè)結(jié)構(gòu)59-61
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)損傷變形59-60
• 4.2.2 碰撞力及能量吸收60-61
• 4.3 圓管夾層板舷側(cè)結(jié)構(gòu)61-63
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)損傷變形61-62
• 4.3.2 碰撞力及能量吸收62-63
• 4.4 橢圓管夾層板舷側(cè)結(jié)構(gòu)63-65
• 4.4.1 結(jié)構(gòu)損傷變形63-64
• 4.4.2 碰撞力及能量吸收64-65
• 4.5 IO夾層板舷側(cè)結(jié)構(gòu)65-67
• 4.5.1 結(jié)構(gòu)損傷變形65-66
• 4.5.2 碰撞力及能量吸收66-67
• 4.6 夾層板舷側(cè)與常規(guī)舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性能比較67-68
• 4.7 本章小結(jié)68-69
• 第五章 管式舷側(cè)結(jié)構(gòu)的耐撞設(shè)計(jì)研究69-88
• 5.1 引言69
• 5.2 碰撞方案及有限元模型69-72
• 5.2.1 常規(guī)雙殼結(jié)構(gòu)有限元模型69-70
• 5.2.2 齒型縱桁舷側(cè)設(shè)計(jì)70-71
• 5.2.3 碰撞方案匯總71-72
• 5.3 新舊雙殼舷側(cè)結(jié)構(gòu)碰撞性能分析72-79
• 5.3.1 損傷變形72-76
• 5.3.2 能量吸收76-77
• 5.3.3 碰撞力和撞頭速度變化77-78
• 5.3.4 齒型縱桁舷側(cè)結(jié)構(gòu)與常規(guī)舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性能比較78-79
• 5.4 圓管夾層板-齒型縱桁耐撞性研究79-81
• 5.4.1 結(jié)構(gòu)損傷變形圖79-80
• 5.4.2 撞頭速度、碰撞力及能量吸收80-81
• 5.5 橢圓管夾層板-齒型縱桁耐撞性研究81-84
• 5.5.1 結(jié)構(gòu)損傷變形圖81-82
• 5.5.2 撞頭速度、碰撞力及能量吸收82-84
• 5.6 IO夾層板-齒型縱桁耐撞性研究84-87
• 5.6.1 結(jié)構(gòu)損傷變形圖84-85
• 5.6.2 撞頭速度、碰撞力及能量吸收85-87
• 5.7 新式舷側(cè)與常規(guī)舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性能比較87
• 5.8 本章小結(jié)87-88
• 結(jié)論88-90
• 參考文獻(xiàn)90-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文93-94
• 致謝94

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱明罡;劉敬喜;姜薇;肖曙明;;雙殼結(jié)構(gòu)形式對舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性能的影響[J];艦船科學(xué)技術(shù);2010年09期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 武勇忠;多跨結(jié)構(gòu)壓力管道側(cè)向沖擊破壞的實(shí)驗(yàn)研究與計(jì)算機(jī)模擬[D];太原理工大學(xué);2002年

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本文編號：914282