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原文传递变刚度楔形体入水试验仿真研究

论文题名：	变刚度楔形体入水试验仿真研究
关键词：	江海直达船;变刚度楔形体;砰击压力;结构响应;流固耦合;非线性有限元;入水试验
摘要：	江海直达船在航行时首部0.IL范围内也像海船一样存在严重的砰击现象。而江海直达船主要受航道限制船型呈现宽扁形，这务必会使江海直达船的砰击问题与海船有所不同。本文通过楔形体来模拟江海直达船首部外飘部分，采用试验和仿真的方法研究了不同刚度的楔形体入水砰击，通过实验测得了刚性楔形体和弹性楔形体的砰击压力、峰值持续时间和模型结构应力响应。同时采用流固耦合非线性有限元的方法计算了不同刚度的楔形体入水的压力峰值和结构响应。主要研究的主要内容如下：　　 1)设计了不同刚度的楔形体砰击入水试验，研究了刚度对楔形体砰击问题的影响。试验记录了楔形体模型完整的砰击过程，测试了楔形体模型在不同高度下落入水砰击过程中砰击压力峰值及持续时间和砰击结构应力响应。通过实验结果得到以下结论：　　 a)弹性楔形体的砰击压力峰值小于刚形楔形体，但刚性楔形体的砰击压力峰值持续时间要短于弹性楔形体；　　 b)楔形体受到的砰击压力峰值随着入水速度的增大而增大，在砰击过程中，砰击压力峰值沿着模型垂向高度递减，沿模型纵向方向基本一致。　　 c)楔形体的结构响应随着入水速度的增加而增加，模型的横向构件应力水平最大，其次为纵向构件，板格的应力水平最小。　　 2)采用流固耦合有限元法研究了弹性楔形体与刚性楔形体的入水问题，对比了弹性楔形体和刚性楔形体砰击压力差别，同时研究了板厚和骨材对于砰击压力及结构响应的影响，最后通过仿真得到了些有意义的结论：　　 a)对于砰击压力和结构响应，仿真结果与试验结构较好的吻合，砰击压力及结构响应变化规律与试验一致。　　 b)板厚对模型结构响应的影响不大，增加横向骨材尺寸比增加板厚可更有效的减小模型砰击结构响应。
作者：	刘晖
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	江晓俐;吴卫国
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文