船舶典型結(jié)構(gòu)的耐撞性研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)的耐撞性評估中，通常采用單位質(zhì)量的能量吸收值這一指標(biāo)，其值越大，表明結(jié)構(gòu)耐撞性越好。由于船舶是水上結(jié)構(gòu)物，耐撞性指標(biāo)有其特殊性，船體結(jié)構(gòu)遭遇碰撞或擱淺的極限狀態(tài)是殼板不會因為瞬態(tài)的沖擊載荷而發(fā)生撕裂破壞導(dǎo)致船體進(jìn)水，因此準(zhǔn)確研究出船殼板發(fā)生變形破裂的時刻對指導(dǎo)船舶耐撞性設(shè)計具有很重要的實際應(yīng)用價值，本文采用實驗和數(shù)值仿真的方法展開研究，主要內(nèi)容如下：
　　1）落錘沖擊實驗。設(shè)計落錘沖擊實驗裝置，對板材和加筋板做沖擊實驗，分板件

2、撞破和未撞破兩種工況研究其承受碰撞載荷的極限能力，得到未撞破工況下加筋對碰撞力、碰撞時間和最大撞深的影響，以及板件撞破工況下加筋對破壞時刻的影響。實驗結(jié)果表明板件未撞破下加筋形式會影響接觸碰撞的時間而對碰撞力的大小影響不大；板件撞破下加筋會延長接觸碰撞的時間，從而能提高吸能效果。實驗結(jié)果將用于驗證數(shù)值仿真的準(zhǔn)確性。
　　2）數(shù)值仿真研究。針對落錘沖擊實驗裝置及過程詳細(xì)探討了碰撞數(shù)值仿真中用到的材料模型、單元算法、單元失效應(yīng)變、單元

3、尺寸、應(yīng)變率效應(yīng)以及螺栓預(yù)緊下的邊界條件，得出較準(zhǔn)確定義失效應(yīng)變的方法以及邊界條件的簡化處理方法。然后將實驗結(jié)果與數(shù)值仿真計算結(jié)果進(jìn)行對比驗證，研究結(jié)果表明，無撞破下，數(shù)值仿真結(jié)果與實驗結(jié)果吻合；有撞破下，本文所用到的破壞模式僅能模擬出撞破時刻，而破壞形式不能很好地模擬。
　　3）耐撞性優(yōu)化。將目前提出的典型單殼結(jié)構(gòu)和雙殼結(jié)構(gòu)按照考慮破壞的耐撞性指標(biāo)進(jìn)行評估，尋找出在該指標(biāo)下耐撞性較好的結(jié)構(gòu)形式，然后對該種結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，得