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移动砰击压力静力等效与船体局部结构响应研究
| 论文题名： | 移动砰击压力静力等效与船体局部结构响应研究 |
| 关键词： | 船体结构;动力响应;移动脉冲载荷;移动砰击压力 |
| 摘要： | 当前船舶砰击规范中，通常把砰击压力当作静压力进行压力预报和船体板设计。而实际上砰击压力是一种沿船体表面移动的脉冲压力，充分考虑砰击压力的移动特性和脉冲动力特性进行砰击压力预报、结构响应预测和船体结构设计将更加准确、合理。本文开发了一种自动化落体砰击试验装置，设计并进行了系列落体砰击试验，对砰击压力的移动特性（砰击压力移动过程中脉冲形状、砰击压力系数、持续时间和移动速度的变化特性）进行试验研究，进而提出移动砰击压力简化模型及移动砰击压力静力等效方法，发展移动砰击压力作用下船体板动力响应问题求解的理论方法和数值方法，从而建立基于砰击压力移动特性的等效静压力评估体系，并将其应用于集装箱船艏外飘的等效静压力预报。本文的主要内容如下： （1）研发能准确控制入水角度和落体高度、且便于操作的自动化落体砰击试验装置，研究采集频率对砰击压力测量的影响与要求。应用落体砰击试验装置进行斜升角为0°~45°的系列刚性和弹性楔形体落体砰击试验，特别是0°~3°间斜升角间隔为0.1°或0.2°的系列小斜升角楔形体的砰击试验；设计并进行不同封闭边界模型的系列落体砰击试验。 （2）研究砰击压力移动特性及其受落体高度、斜升角和结构弹性的影响；建立便于使用的移动砰击压力简化模型和均布砰击压力简化模型，分析结构弹性对模型参数的影响；研究封闭边界对砰击压力的影响与减缓作用。 （3）推导移动脉冲载荷和移动砰击压力作用下船体板结构动力响应解析解，研究移动脉冲形状、移动速度、载荷持续时间和船体板边界条件、长宽比、弹塑性等因素对动力响应的影响。 （4）发展移动脉冲载荷作用下船体结构弹塑性动力响应数值方法，研究斜升角、入水速度和移动载荷参数对船体板和加筋板架弹塑性动力响应的影响。 （5）提出移动砰击压力静力等效方法，研究脉冲形状、入水速度、斜升角和结构边界条件对等效参数的影响，提出砰击压力等效静设计系数及其计算公式，并将砰击压力静力等效方法和等效静设计系数方法应用于预报集装箱船艏外飘的等效静压力。 |
| 作者： | 段乐乐 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 朱凌 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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