沖擊載荷作用下船體結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、在導(dǎo)管架下水過(guò)程中,導(dǎo)管架下水后,下水駁船搖臂翻轉(zhuǎn)復(fù)位與船體尾部發(fā)生碰撞瞬間,船體結(jié)構(gòu)在很短的時(shí)間內(nèi)受到巨大的沖擊載荷作用,從而導(dǎo)致碰撞區(qū)構(gòu)件可能迅速超越彈性階段而進(jìn)入塑性流動(dòng)狀態(tài),并可能出現(xiàn)屈曲、撕裂等各種形式的破壞或失效。因此,開(kāi)展搖臂與船體結(jié)構(gòu)碰撞問(wèn)題的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程的研究是十分必要的。
　　 值得注意的是,搖臂與駁船尾部的碰撞是繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的碰撞問(wèn)題,根據(jù)搖臂轉(zhuǎn)軸位置的確立,碰撞區(qū)域極有可能發(fā)生在橫縱艙壁的交接處,這與

2、一般板梁碰撞接觸區(qū)域明顯不同。
　　 針對(duì)上述問(wèn)題,本文采用非線性有限元技術(shù),探討了大型下水駁船尾部搖臂對(duì)船尾結(jié)構(gòu)的沖擊動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題。利用非線性動(dòng)力分析軟件ANSYS／LS-DYNA,針對(duì)國(guó)內(nèi)最大3萬(wàn)噸導(dǎo)管架下水駁船搖臂在完成一萬(wàn)噸級(jí)導(dǎo)管架下水后對(duì)甲板沖擊問(wèn)題進(jìn)行了動(dòng)態(tài)時(shí)域計(jì)算,重點(diǎn)分析船體結(jié)構(gòu)在諸如下水駁船尾部搖臂對(duì)船尾結(jié)構(gòu)的沖擊這類(lèi)繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)量載荷沖擊問(wèn)題數(shù)值模擬的關(guān)鍵問(wèn)題。例如,單元公式,高斯積分點(diǎn),沙漏控制,材料模型

3、等；討論了材料應(yīng)變率敏感性、失效應(yīng)變、網(wǎng)格大小對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,確定了適合此類(lèi)問(wèn)題的數(shù)值模型。繼而,計(jì)算了搖臂在不同初始角速度下對(duì)船體尾部沖擊的動(dòng)力響應(yīng),包括應(yīng)力應(yīng)變、變形損傷、能量轉(zhuǎn)化和碰撞力的變化情況,并得出相關(guān)關(guān)系曲線。
　　 通過(guò)對(duì)下水駁船尾部搖臂對(duì)船尾結(jié)構(gòu)的沖擊問(wèn)題的數(shù)值計(jì)算和分析,本文研究了船體結(jié)構(gòu)在諸如這類(lèi)繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)量載荷沖擊下的彈塑性變形的動(dòng)態(tài)力學(xué)過(guò)程,對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的簡(jiǎn)化計(jì)算模型及實(shí)際工程中搖臂回轉(zhuǎn)的極限速度的