【摘要】：評(píng)估結(jié)構(gòu)耐撞性能最可靠的方法是實(shí)尺度碰撞試驗(yàn),然而對(duì)于大尺度結(jié)構(gòu)物的碰撞試驗(yàn),因其耗資巨大而不易開展,適當(dāng)開展比例模型試驗(yàn)可以為簡(jiǎn)化解析算法及數(shù)值仿真計(jì)算提供驗(yàn)證依據(jù),也可在一定程度上評(píng)估結(jié)構(gòu)的耐撞性能。但是在進(jìn)行碰撞模型試驗(yàn)時(shí),材料應(yīng)變率的敏感性會(huì)使得縮尺模型的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與實(shí)尺度結(jié)構(gòu)結(jié)果出現(xiàn)偏差,模型試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)與實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)響應(yīng)不完全遵循相似關(guān)系,這就限制了相似理論在大型結(jié)構(gòu)物沖擊問(wèn)題上的應(yīng)用。本文給出了一種通過(guò)改變沖擊質(zhì)量來(lái)修正應(yīng)變率效應(yīng)的方法,不同于傳統(tǒng)量綱分析法中選取時(shí)間、質(zhì)量和長(zhǎng)度為基本量綱,而是以沖擊質(zhì)量、初始沖擊速度和動(dòng)態(tài)應(yīng)力代替,得到計(jì)及應(yīng)變率效應(yīng)的質(zhì)量相似關(guān)系。以此為基礎(chǔ),將該修正方法應(yīng)用于船舶-自升式海洋平臺(tái)的碰撞分析中。研究結(jié)果表明,該修正方法可以有效降低由于應(yīng)變率效應(yīng)而造成的縮尺誤差,修正后的縮尺模型在碰撞沖擊載荷下的位移、碰撞力和撞擊時(shí)間等動(dòng)態(tài)響應(yīng)參數(shù)與實(shí)尺度模型結(jié)果的一致性更好。本文研究成果可以為大型結(jié)構(gòu)物沖擊模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。
[Abstract]:The most reliable method for evaluating the crashworthiness of structures is real-scale impact tests. However, for large-scale structures, the impact tests are difficult to carry out because of their high cost. Proper scale model test can provide the basis for the simplified analytical algorithm and numerical simulation calculation, and can also evaluate the crashworthiness of the structure to a certain extent. However, the sensitivity of material strain rate makes the dynamic response of the scale model deviate from that of the real scale structure, and the dynamic response of the model is not completely similar to that of the actual structure. This limits the application of similarity theory to large structure impact problems. This paper presents a method to correct the strain rate effect by changing the impact mass. Different from the traditional dimensionality analysis method, the time, mass and length are chosen as the basic dimensions, but the impact mass, the initial impact velocity and the dynamic stress are replaced. The quality similarity relation taking into account the strain rate effect is obtained. Based on this, the modified method is applied to the collision analysis of ship-jack-up offshore platform. The results show that the modified method can effectively reduce the scaling error caused by the strain rate effect and the displacement of the modified scale model under impact load. The dynamic response parameters such as collision force and impact time are in better agreement with the results of real scale model. The research results in this paper can provide technical support for the design of large-scale structure impact model test.
【作者單位】： 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院;上海船舶設(shè)計(jì)研究院;美國(guó)船級(jí)社;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51379093) 江蘇省高校自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(15KJD580003)
【分類號(hào)】：P75

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張安康;陳士海;魏海霞;張憲堂;;建筑結(jié)構(gòu)爆破振動(dòng)響應(yīng)應(yīng)變率大小討論[J];爆破;2010年03期

2 J.D.Campbell ,王禮立;塑性動(dòng)力學(xué)的宏觀與微觀問(wèn)題[J];力學(xué)進(jìn)展;1980年Z1期

3 王禮立,包合勝,盧維嫻;損傷引起的反向應(yīng)變率效應(yīng)及其對(duì)本構(gòu)關(guān)系和熱粘塑性失穩(wěn)的影響[J];爆炸與沖擊;1993年01期

4 吳衡毅,馬鋼,夏源明;PMMA低、中應(yīng)變率單向拉伸力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2005年02期

5 張華;陸峰;;10~1～10~2s~(-1)應(yīng)變率下花崗巖動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2009年S1期

6 龐寶君;楊震琦;王立聞;遲潤(rùn)強(qiáng);;橡膠材料的動(dòng)態(tài)壓縮性能及其應(yīng)變率相關(guān)的本構(gòu)模型[J];高壓物理學(xué)報(bào);2011年05期

7 謝中秋;張蓬蓬;;PMMA材料的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)特性及應(yīng)變率相關(guān)本構(gòu)模型研究[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2013年02期

8 蔣邦海;張若棋;;一種碳纖維織物增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)變率相關(guān)的各向異性強(qiáng)度準(zhǔn)則[J];爆炸與沖擊;2006年04期

9 彭建祥,李大紅;溫度與應(yīng)變率對(duì)鉭流動(dòng)應(yīng)力的影響[J];高壓物理學(xué)報(bào);2001年02期

10 宮鳳強(qiáng);陸道輝;李夕兵;饒秋華;;不同應(yīng)變率下砂巖動(dòng)態(tài)強(qiáng)度準(zhǔn)則的試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2013年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 安彤;秦飛;劉亞男;白潔;;應(yīng)變率效應(yīng)對(duì)微系統(tǒng)封裝焊錫接點(diǎn)力學(xué)行為的影響[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

2 施惠基;蔡明春;牛莉莎;;金屬材料應(yīng)變率相關(guān)的塑性變形細(xì)觀機(jī)制[A];塑性力學(xué)新進(jìn)展——2011年全國(guó)塑性力學(xué)會(huì)議論文集[C];2011年

3 席豐;張?jiān)?;基于J-C模型的受沖擊鋼梁的位移計(jì)算和兩個(gè)應(yīng)變率本構(gòu)模型的比較分析[A];塑性力學(xué)新進(jìn)展——2011年全國(guó)塑性力學(xué)會(huì)議論文集[C];2011年

4 秦q;楊黎明;胡時(shí)勝;;金屬應(yīng)變率效應(yīng)機(jī)理分析[A];第七屆全國(guó)爆炸力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)學(xué)會(huì)會(huì)議論文集[C];2012年

5 關(guān)錦清;周剛;文潮;唐仕英;林英睿;劉曉新;李迅;;20g鋼沖擊拉伸與壓縮特性實(shí)驗(yàn)研究[A];第八屆全國(guó)爆炸力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

6 王學(xué)濱;趙楊峰;張智慧;潘一山;;考慮應(yīng)變率及應(yīng)變梯度效應(yīng)的斷層巖爆分析[A];第八屆全國(guó)巖石動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

7 梁昌玉;李曉;馬超鋒;;中等應(yīng)變率加載條件下巖石的變形和力學(xué)特性研究進(jìn)展及展望[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2012年度（第12屆）學(xué)術(shù)論文匯編——工程地質(zhì)與水資源研究室[C];2013年

8 葉曉明;吳德倫;;應(yīng)變率相關(guān)本構(gòu)理論在聲測(cè)中的應(yīng)用[A];重慶巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)第一屆學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];1992年

9 王永剛;蔣招繡;;高應(yīng)變率和高低溫條件下高強(qiáng)度硬鋁合金壓縮力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)研究[A];第七屆全國(guó)爆炸力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)學(xué)會(huì)會(huì)議論文集[C];2012年

10 項(xiàng)笑炎;張春曉;何翔;王武;張磊;;大變形時(shí)溫度和應(yīng)變率對(duì)瀝青混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響[A];第3屆全國(guó)工程安全與防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 朱耀;AA 7055鋁合金在不同溫度及應(yīng)變率下力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 王文明;考慮應(yīng)變率效應(yīng)的結(jié)構(gòu)抗震分析方法研究[D];大連理工大學(xué);2013年

3 張皓;材料應(yīng)變率效應(yīng)對(duì)鋼筋混凝土框—剪結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響[D];大連理工大學(xué);2012年

4 竺鋁濤;纖維力學(xué)性質(zhì)應(yīng)變率效應(yīng)和針織復(fù)合材料彈道沖擊破壞機(jī)理[D];東華大學(xué);2010年

5 尚世明;普通混凝土多軸動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

6 宮鳳強(qiáng);動(dòng)靜組合加載下巖石力學(xué)特性和動(dòng)態(tài)強(qiáng)度準(zhǔn)則的試驗(yàn)研究[D];中南大學(xué);2010年

7 羅景潤(rùn);PBX的損傷、斷裂及本構(gòu)關(guān)系研究[D];中國(guó)工程物理研究院;2001年

8 侯仰青;三維機(jī)織物拉伸性質(zhì)應(yīng)變率效應(yīng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究&新型蜂窩芯材夾層復(fù)合材料板力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)和數(shù)值分析[D];東華大學(xué);2013年

9 鄭宇軒;韌性材料的動(dòng)態(tài)碎裂特性研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張龍輝;透明聚氨酯膠片動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 黃曉瑩;常用建筑鋼筋材料高應(yīng)變率力學(xué)性能研究[D];西南科技大學(xué);2015年

3 王衛(wèi);Ti_2AlNb基金屬間化合物材料高溫本構(gòu)關(guān)系研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 賈培奇;蜂窩鋁材料面內(nèi)尺寸效應(yīng)及應(yīng)變率影響研究[D];太原理工大學(xué);2016年

5 朱俊兒;應(yīng)變率相關(guān)的高強(qiáng)鋼板材屈服準(zhǔn)則與失效模型研究及應(yīng)用[D];清華大學(xué);2015年

6 侯遠(yuǎn);沖擊載荷下深部細(xì)砂巖的力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D];河南理工大學(xué);2015年

7 陳朝中;無(wú)定形聚合物力學(xué)行為的應(yīng)變率依賴性研究[D];湘潭大學(xué);2009年

8 劉芳;四步法三維編織復(fù)合材料沖擊拉伸力學(xué)性能[D];東華大學(xué);2005年

9 吳青松;溫度和應(yīng)變率對(duì)低合金鋼力學(xué)行為的影響[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

10 于水生;沖擊載荷下脆性材料的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性研究[D];西南科技大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：2318523