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原文传递计及弹性效应的砰击压力计算

论文题名：	计及弹性效应的砰击压力计算
关键词：	楔形结构;平底结构;结构响应;水弹性分析;结构优化
摘要：	随着大型船舶航速的不断提高和高性能船舶(滑行艇、气垫船和双体船等)的广泛应用，砰击这一物理现象的发生更加频繁。以往的砰击理论，大多是假定船体为刚体。实际上，砰击发生时，一方面流体会对结构产生强大的冲击水动力，另一方面，结构响应也会反过来对流场产生显著的影响，因此两者之间存在着强烈的耦合作用。本文关于底部砰击的研究内容包括三个方面：楔形结构的水弹性分析，平底结构的水弹性分析，以及计及弹性效应后底部结构优化中应注意的一些问题。针对楔形结构，首先基于正交各向异性板理论，通过对广义Wagner理论的推广，考虑结构与流体的相互作用，即考虑结构的平均变形速度和加速度对流场的影响，得出了一组耦合方程；然后应用Vlasov/Galevkin方法求解了板的微分方程，采用数值算法通过FORTRAN语言编制程序，计算了楔形板架结构的应变值，并与试验结果进行了比较，验证了程序的正确性和可信性；在此基础上，最后分别计算了结构在入水速度、底倾角、板厚变化情况下考虑与不考虑弹性效应的砰击压力，得出弹性效应的影响系数。分析表明，结构在入水冲击时所产生的弹性效应，会减缓冲击压力的数值。针对平底结构，首先借鉴了有关资料一些刚体模型的试验结果和仿真结果，确定平底结构在入水时各处的砰击压力，以及压力的持续时间；然后应用大型有限元软件MSC．PATRAN/NASTRAN，通过求解作用在平板结构上的三角形脉冲载荷的振动响应，采用工程上的近似处理，得到考虑结构弹性效应后的砰击压力，并将计算结果与弹性模型的试验值进行了比较；最后针对结构在不同速度、板厚和弹性模量的情况下，计算了在考虑弹性效应前后的砰击压力，总结出弹性效应随这些量的变化规律。最后，结合某规范，说明当在砰击载荷计算中考虑弹性效应后，船底结构优化设计中应注意的一些问题。
作者：	董丽娜
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	戴仰山
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文