充液雙層板結構抗沖擊特性研究.pdf

1、隨著航運業(yè)的快速發(fā)展，各航道上船舶密度不斷增大，同時船舶不斷向大型化、快速化發(fā)展，這就使得船舶發(fā)生各類碰撞事故的概率大大提高。由于船舶慣性質(zhì)量大，在發(fā)生碰撞事故時往往會引起船毀人亡、污染物泄漏等重大安全事故。因此，研究船舶碰撞機理，對提高船舶結構的耐撞性能顯得尤為重要。
　　不同于其它的結構間的碰撞，船舶及艦艇雙層殼結構以及其它防護水艙等結構間存在大量壓載水，其在碰撞過程中會與船體結構發(fā)生耦合作用，并且會參與能量的吸收，會影響碰撞

2、過程中船體結構的響應。為了確切得到壓載水對船體結構在碰撞載荷下的影響效果以及影響機理，便于指導船舶碰撞的仿真計算。本文采用實驗與仿真相結合的方式，針對充液雙層板結構分別在有水和無水兩種極端充液狀態(tài)下的耐撞性能進行研究。本文主要研究內(nèi)容有：
　　首先，對國內(nèi)外科研工作者關于船舶碰撞的研究現(xiàn)狀和研究成果進行了簡要闡述、總結，并對船舶碰撞仿真計算中一些關鍵技術進行了分析歸納。
　　其次，對充液雙層板結構進行碰撞試驗。在兩種充液狀態(tài)

3、下，分別選取不同板厚的圓形板，采用圓錐形撞頭在不同撞擊速度下進行撞擊試驗。對比不同工況下撞頭的撞擊加速度、上下板變形、各測點壓力變化等數(shù)據(jù)，研究充液狀態(tài)以及其它各幾何參數(shù)對充液雙層板結構耐撞性能的影響，為研究船舶結構耐撞性提供數(shù)據(jù)支持。
　　然后，采用LS-DYNA有限元仿真方法對各試驗模型進行碰撞仿真計算。詳細介紹了無水和有水兩類模型的建模過程，包括單元類型、材料選擇、接觸設置和耦合設置等。對比各工況下的結構的應變分布、能量轉移

4、情況、上下板變形和液體壓力等數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)，水的存在減小了液艙結構整體對撞擊能量的吸收，且能夠起到撞擊能量的分散轉移效果，對外板有很好的保護作用，且隨著撞頭碰撞速度的提高，保護效果更加明顯。
　　最后，對比仿真結果與試驗數(shù)據(jù)，驗證了在有限元計算中元模型參數(shù)設置的可靠性。在此基礎上，改變板厚與液艙高度進行一系列仿真計算，研究了這兩種參數(shù)對液艙結構耐撞性能的影響。結果顯示，適當?shù)卦黾油獍搴穸然蛘邷p小內(nèi)板厚度，或者減小液艙結構在撞擊方向上的