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(píng)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(huì)因?yàn)樗矐B(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(shí)刻對(duì)指導(dǎo)船舶耐撞性設(shè)計(jì)具有很重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，本文采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿真的方法展開(kāi)研究，主要內(nèi)容如下：
　　1）落錘沖擊實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)落錘沖擊實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)板材和加筋板做沖擊實(shí)驗(yàn)，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(duì)碰撞力、碰撞時(shí)間和最大撞深的影響，以及板件撞破工況下加筋對(duì)破壞時(shí)刻的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明板件未撞破下加筋形式會(huì)影響接觸碰撞的時(shí)間而對(duì)碰撞力的大小影響不大；板件撞破下加筋會(huì)延長(zhǎng)接觸碰撞的時(shí)間，從而能提高吸能效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果將用于驗(yàn)證數(shù)值仿真的準(zhǔn)確性。
　　2）數(shù)值仿真研究。針對(duì)落錘沖擊實(shí)驗(yàn)裝置及過(guò)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(jiǎn)化處理方法。然后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，研究結(jié)果表明，無(wú)撞破下，數(shù)值仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)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(shí)刻，而破壞形式不能很好地模擬。
　　3）耐撞性?xún)?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(píng)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(duì)該種結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，得