舷側管式耐沖擊結構設計及力學性能研究.pdf

1、世界各國經(jīng)濟的發(fā)展和全球經(jīng)濟一體化進程的加快，使得海上交通日趨繁忙，海洋平臺數(shù)量越來越多，船舶碰撞事故時有發(fā)生，造成嚴重損失。船舶碰撞領域的研究工作一直在開展，各國學者相繼進行大量研究?；诠苁浇Y構具有較高的強重比和吸能效率，將管式結構應用于舷側結構探討舷側結構力學性能變化是一個研究方向。
　　本文首先歸納概述管式結構和船舶防撞的研究歷史和現(xiàn)狀，基于此提出了三種管式夾層板，并使用非線性有限元軟件 ABAQUS建立管式夾層板的有限元

2、模型，分析結構參數(shù)變化后碰撞力、能量吸收等變化趨勢；用三種夾層板代替單殼船舷側外板和肋骨，分析了新式舷側的耐撞性；設計出新型縱桁--齒型縱桁結構，并應用于雙舷側結構，分析結構力學性能變化；最后將管式夾層板和齒型縱桁均應用于舷側結構，形成新型管式舷側結構，全面評估其耐撞性能。本文的主要研究工作及結論如下：
　?。?）廣泛閱讀中外文獻的基礎上，對國內外船舶耐撞結構的設計方案及管狀結構的研究進行歸納總結；學習了非線性有限元基本理論，對

3、ABAQUS動態(tài)響應分析所用到的關鍵技術和分析流程進行消化吸收。
　?。?）運用有限元軟件，建立了橢圓管夾層板的有限元模型。討論了夾層板的設計準則、建模方法、網(wǎng)格尺寸和能量守恒，為進一步開展夾層板的力學性能研究提供技術支持。
　?。?）建立圓管夾層板、橢圓管夾層板和IO型夾層板模型，通過改變夾層板結構面板厚度、夾芯壁厚度及夾芯層排布方式，分析結構吸能、碰撞力及比能的變化規(guī)律。
　?。?）在結構重量基本相等的前提下，將普

4、通船體加筋板架等效成圓管夾層板、橢圓管夾層板和IO型夾層板，并將它們用于傳統(tǒng)舷側結構；對比分析傳統(tǒng)結構和新式舷側結構的耐撞性能，研究表明：在質量基本相當?shù)那疤嵯?，三種舷側結構能更好的抵抗沖擊載荷，耐撞性能均顯著增加；相同工況下IO型夾層板效果更優(yōu)。
　?。?）以增大結構參與變形的范圍為思路，設計出齒型縱桁并進行數(shù)值仿真，選取三個典型位置與傳統(tǒng)雙舷側結構對比分析，得出在1、2位置時結構耐撞性較好，在3位置時耐撞性未發(fā)生顯著變化。