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船体局部板架弹塑性动力响应分析简化方法研究
| 论文题名： | 船体局部板架弹塑性动力响应分析简化方法研究 |
| 关键词： | 作战舰艇;局部板架;动力响应;有限元模型 |
| 摘要： | 海军是保卫国家海洋资源捍卫领土主权的重要力量，随着科技不断发展，作战舰艇的结构尺寸越来越大，内部的结构日趋复杂，因此对这类的复杂结构计算动力响应问题时会将变得越来越困难，因此，如何快速地对舰船的动力响应进行计算显得非常重要。 用舱段模拟整船进行动力响应分析时，无论是实验或是有限元计算大都采用固支或者自由边界形式，对舱段边界条件研究较少，本文以舱段模拟整船在水下非接触爆炸情况下的局部板架塑性动力响应为工程背景，基于等效惯性原理提出了舱段—梁混合有限元法;同时以静态整体缩聚法为基础，提出边界集中质量刚度法;最后应用动态子结构法对非目标子结构进行自由度缩聚，保证精度的同时，提高了计算速率。具体内容如下: 首先，基于平断面假定与等效惯性原理将非研究目标的船体舱段简化为一维船体梁的形式，再与目标三维有限元舱段模型耦合形成舱段—梁混合有限元模型，对模型进行有效性验证后，求解其相对塑性应变及塑性变形挠度值并与整船模型对比; 静态整体缩聚法认为在实现自由度缩聚过程中，从自由度以质量刚度矩阵的形式施加于主自由度矩阵，本文基于上述理论，对非目标舱段进行简化，以集中质量与集中刚度的形式施加于目标舱段边界舱壁，将此简化模型的塑性动力响应与原船对比验证方法的有效性，并将此方法应用于其他模型; 基于固定界面模态综合法，对舰船结构模型划分为三个相邻子结构，通过截断高阶模态的方法对两端的子结构的内部自由度进行缩减;以增量法作为计算工具，建立双层底模型并通过有限元计算的响应值验证该法的有效性; 最后，建立基于虚拟约束边界模态的理论分析模型;将整体结构截断为有公共虚拟界面的子结构后，将两端的非研究目标子结构模型以模态有效质量的方式叠加在目标子结构模型边界自由度处，设立单独目标子结构的动力学方程则可求得局部板架的动力响应;然后通过有限元分析验证此理论的有效性。 |
| 作者： | 李勃东 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 郭君 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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