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冲击载荷下船舶舷侧液舱结构动力响应特性研究
| 论文题名： | 冲击载荷下船舶舷侧液舱结构动力响应特性研究 |
| 关键词： | 运输船;舷侧液舱结构;冲击载荷;动力响应 |
| 摘要： | 全球贸易的发展促使航运业日趋繁荣，运输船舶的吨位、数量以及航速不断增加导致航线变得十分拥挤，船舶碰撞事故常有发生，不仅造成人员和经济上的巨大损失，而且给海洋环境带来严重危害，因此提高船舶结构的耐撞性能成为亟待解决的关键技术。 为了减小碰撞事故造成的结构损伤和环境污染，部分民用运输船舶采用双层壳结构，在船舶碰撞的过程中，双层壳之间存在的大量压载水可用于吸收和分散能量，从而保护船舶的舷侧结构。本文主要利用试验和数值仿真方法研究舷侧液舱结构在冲击载荷下的动态响应，并讨论顶板厚度和冲击速度等因素对数值仿真结果的影响。论文的主要工作如下： (1)阐述了研究船舶碰撞问题的常用理论和基本方法，介绍了船舶碰撞数值仿真中的非线性有限元理论，并针对数值模拟中的相应关键技术进行归纳整理。 (2)基于简化的碰撞模型，开展了典型船舶舷侧液舱结构的碰撞试验，讨论了顶板厚度、冲击速度以及充液情况对液舱结构动态响应的影响，并分析了撞头加速度、结构变形和冲击波压力等试验数据，说明液体在碰撞过程中对顶板有良好的缓冲和保护作用。 (3)根据舷侧液舱结构碰撞试验的过程，利用非线性有限元软件LS-DYNA进行数值仿真研究。本文建立了不同充液情况下的仿真模型，并计及了接触和流固耦合作用，模拟碰撞中舷侧液舱结构的动态响应过程。结合试验和数值仿真结果进行对比分析，验证了数值仿真方法的准确性。 (4)利用数值仿真方法对舷侧液舱结构的碰撞过程开展参数研究。分析了项板厚度、液舱宽度、撞头质量、冲击速度以及加筋数量和形式等参数，对结构变形能量转化、撞头反弹速度和冲击波压力的影响，揭示了影响结构动态响应规律的关键因素，提出了提高舷侧结构耐撞性能的有效方法，并对实船舷侧液舱结构进行了结构优化。 |
| 作者： | 王存 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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