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冲击载荷作用下船体结构的非线性动力响应分析
| 论文题名： | 冲击载荷作用下船体结构的非线性动力响应分析 |
| 关键词： | 摇臂;下水驳船;数值模拟;应变率;船体结构 |
| 摘要： | 在导管架下水过程中,导管架下水后,下水驳船摇臂翻转复位与船体尾部发生碰撞瞬间,船体结构在很短的时间内受到巨大的冲击载荷作用,从而导致碰撞区构件可能迅速超越弹性阶段而进入塑性流动状态,并可能出现屈曲、撕裂等各种形式的破坏或失效。因此,开展摇臂与船体结构碰撞问题的非线性动态响应过程的研究是十分必要的。 值得注意的是,摇臂与驳船尾部的碰撞是绕定轴转动的碰撞问题,根据摇臂转轴位置的确立,碰撞区域极有可能发生在横纵舱壁的交接处,这与一般板梁碰撞接触区域明显不同。 针对上述问题,本文采用非线性有限元技术,探讨了大型下水驳船尾部摇臂对船尾结构的冲击动力响应问题。利用非线性动力分析软件ANSYS／LS-DYNA,针对国内最大3万吨导管架下水驳船摇臂在完成一万吨级导管架下水后对甲板冲击问题进行了动态时域计算,重点分析船体结构在诸如下水驳船尾部摇臂对船尾结构的冲击这类绕定轴转动的质量载荷冲击问题数值模拟的关键问题。例如,单元公式,高斯积分点,沙漏控制,材料模型等；讨论了材料应变率敏感性、失效应变、网格大小对计算结果的影响,确定了适合此类问题的数值模型。继而,计算了摇臂在不同初始角速度下对船体尾部冲击的动力响应,包括应力应变、变形损伤、能量转化和碰撞力的变化情况,并得出相关关系曲线。 通过对下水驳船尾部摇臂对船尾结构的冲击问题的数值计算和分析,本文研究了船体结构在诸如这类绕定轴转动的质量载荷冲击下的弹塑性变形的动态力学过程,对此类问题的简化计算模型及实际工程中摇臂回转的极限速度的确定提出指导性意见。 |
| 作者： | 王珊 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 徐慧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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