失效準(zhǔn)則在船舶結(jié)構(gòu)沖擊破壞中的應(yīng)用研究.pdf

1、船舶結(jié)構(gòu)在沖擊載荷下的動(dòng)態(tài)破壞越來越受到設(shè)計(jì)者的關(guān)注。有限元仿真技術(shù)的快速發(fā)展使之成為了不可或缺的研究手段。如何建立合理的有限元模型，并采用合適的失效準(zhǔn)則是仿真計(jì)算的基礎(chǔ)。而關(guān)于失效準(zhǔn)則在船舶結(jié)構(gòu)沖擊破壞方面的應(yīng)用研究還較缺乏。故本文采用幾種工程上應(yīng)用較為廣泛的金屬延性失效準(zhǔn)則，分別對雙層殼結(jié)構(gòu)碰撞、加筋板水下爆炸和靶板高速?zèng)_擊三種典型的沖擊破壞問題進(jìn)行了仿真研究，討論了失效準(zhǔn)則的適用性。主要內(nèi)容包括：
　　.1對雙層殼結(jié)構(gòu)在楔型

2、撞頭撞擊下的塑性變形進(jìn)行了仿真分析，通過對比試驗(yàn)，對仿真模型和動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。隨后，針對雙層殼結(jié)構(gòu)撞擊破壞，分析了GL、RTCL和JC三種失效準(zhǔn)則的網(wǎng)格敏感性和適用性，發(fā)現(xiàn)：碰撞破壞區(qū)域應(yīng)力三軸度在0.3-0.6之間，三種失效準(zhǔn)則均能進(jìn)行較好模擬，但RTCL和JC準(zhǔn)則對網(wǎng)格敏感性更小。另外，撞擊下應(yīng)變率在102量級以下，應(yīng)變率效應(yīng)對結(jié)果影響較小。
　　2.分別對兩種不同加筋形式的矩形板，進(jìn)行了水下非接觸爆炸仿真研究。首先，

3、對仿真計(jì)算方法進(jìn)行了探討，確立了合適的有限元模型。然后，對第一種板架，通過對比仿真與試驗(yàn)中板架塑性變形驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。最后，對第二種板架進(jìn)行了板架破壞分析，對比了GL、RTCL和JC三種失效準(zhǔn)則在不同網(wǎng)格尺寸下板架的破壞特征。發(fā)現(xiàn)：是否考慮應(yīng)力三軸度影響對結(jié)果影響較小。考慮應(yīng)變率效應(yīng)的JC準(zhǔn)則對加筋板破壞的模擬結(jié)果有一定優(yōu)勢。
　　3.采用三維1/4對稱模型對10mm和6mm的靶板高速?zèng)_擊進(jìn)行了仿真研究。結(jié)合文獻(xiàn)中的試驗(yàn)