本文關(guān)鍵詞：船舶舷側(cè)新型耐撞結(jié)構(gòu)研究

  更多相關(guān)文章： 波紋型縱絎 SPS復合板 聚氨酯實驗 碰撞仿真 結(jié)構(gòu)耐撞性

【摘要】：隨著海上交通日益繁忙，海洋平臺數(shù)量不斷增多，海上船舶與船舶、船舶與平臺碰撞事故頻發(fā)，造成大量人員和財產(chǎn)損失，并引發(fā)環(huán)境污染，特別是油船和化學品船在事故中的液貨泄漏，往往釀成災難性后果。因此，研究如何提高船舶結(jié)構(gòu)的耐撞性能具有安全上、環(huán)境上、經(jīng)濟上的重要意義。 本文先對聚氨酯材料進行了力學拉壓性能實驗并對鋼板和鋼-聚氨酯層合板進行了沖擊實物實驗；再從結(jié)構(gòu)剛度角度出發(fā)，設(shè)計波紋縱絎型雙殼舷側(cè)結(jié)構(gòu)、SPS外板雙殼舷側(cè)結(jié)構(gòu)和SPS-波紋縱桁型雙殼舷側(cè)結(jié)構(gòu)，并基于數(shù)值有限元仿真軟件LS-DYNA對該新型船舶舷側(cè)結(jié)構(gòu)進行耐撞性研究，對傳統(tǒng)舷側(cè)結(jié)構(gòu)、SPS外板舷側(cè)結(jié)構(gòu)、波紋縱絎型舷側(cè)結(jié)構(gòu)、SPS-波紋縱絎型舷側(cè)結(jié)構(gòu)進行碰撞仿真對比分析。 本文主要研究工作如下： (1)對聚氨酯材料進行拉伸壓縮實驗，熟悉聚氨酯材料力學性能；在此基礎(chǔ)上，以質(zhì)量等效原則制作鋼板和SPS復合夾層板實驗試樣，并對其進行鉛球自由落體沖擊實驗，綜合對比鋼板和SPS復合夾層板的耐撞性能。 (2)以調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度分布為思路，本文設(shè)計波紋縱絎型舷側(cè)結(jié)構(gòu)，并進行有限元模擬分析。所設(shè)計結(jié)構(gòu)用波紋型縱絎替代傳統(tǒng)的平面縱絎，以此降低雙殼船舶內(nèi)外舷側(cè)板之間結(jié)構(gòu)沿垂直于舷側(cè)板方向的剛度，以期能夠增加外板變形范圍、減小外板局部膜拉伸吸能在結(jié)構(gòu)總吸能中比重。 (3)本文以質(zhì)量等效為原則，，對傳統(tǒng)舷側(cè)結(jié)構(gòu)外板進行SPS復合夾層板替換，并對舷側(cè)三個特征碰撞位置進行碰撞仿真分析。船舶發(fā)生碰撞時，舷側(cè)外板吸能占結(jié)構(gòu)總吸能比重很大，因此需要增加結(jié)構(gòu)外板剛度以提高舷側(cè)外板吸能能力，進而提高船舶舷側(cè)耐撞性能。 (4)文中以調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度分布為思路，在波紋縱絎型舷側(cè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將舷側(cè)外板替換為具有相對更大剛度和更小質(zhì)量的鋼-聚氨酯復合夾層板，并對該新型結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了碰撞數(shù)值仿真模擬分析。該設(shè)計其實使舷側(cè)結(jié)構(gòu)的剛度沿舷側(cè)向外部轉(zhuǎn)移。
【關(guān)鍵詞】：波紋型縱絎 SPS復合板 聚氨酯實驗 碰撞仿真 結(jié)構(gòu)耐撞性
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U661.42;U663.3
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 船舶碰撞研究內(nèi)容及研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 Minorsky 公式及其修正11-12
• 1.2.2 外部機理和內(nèi)部機理研究12
• 1.2.3 實船實驗研究12-14
• 1.2.4 數(shù)值仿真技術(shù)14-15
• 1.3 SPS 船舶舷側(cè)耐撞結(jié)構(gòu)研究15-19
• 1.3.1 船舶耐撞結(jié)構(gòu)設(shè)計概述15-16
• 1.3.2 夾層板結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 SPS 夾層板研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文主要工作及創(chuàng)新點19-21
• 第2章 碰撞非線性有限元方法及理論21-44
• 2.1 非線性有限元分析方法21-29
• 2.1.1 隱式積分法21-22
• 2.1.2 顯式時間積分法22-24
• 2.1.3 接觸算法24-25
• 2.1.4 摩擦算法25
• 2.1.5 沙漏控制25-26
• 2.1.6 LS-DYNA 材料模型26-29
• 2.2 夾層結(jié)構(gòu)力學理論及大變形數(shù)值計算29-34
• 2.2.1 夾層板平衡方程30-32
• 2.2.2 夾層板應(yīng)變位移關(guān)系32-34
• 2.3 復合夾層板大變形數(shù)值計算34-40
• 2.3.1 大變形基本理論34-37
• 2.3.2 大變形動力學數(shù)值計算方法37-40
• 2.3.3 大變形動力學有限元基本解法與求解過程40
• 2.4 SPS 鋼-聚氨酯夾層板40-44
• 第3章 SPS 層合板結(jié)構(gòu)力學性能實驗44-54
• 3.1 聚氨酯材料拉伸壓縮實驗44-46
• 3.1.1 聚氨酯材料軸向拉伸實驗44-45
• 3.1.2 聚氨酯柱體壓縮實驗45-46
• 3.2 夾層板撞擊試驗46-53
• 3.2.1 試樣結(jié)構(gòu)尺寸的確定47-48
• 3.2.2 鉛球沖擊實驗48-49
• 3.2.3 數(shù)值仿真與實驗結(jié)果對比分析49-53
• 3.3 本章小結(jié)53-54
• 第4章 波紋型縱桁型舷側(cè)耐撞結(jié)構(gòu)研究54-82
• 4.1 引言54-55
• 4.2 波紋型雙殼舷側(cè)耐撞結(jié)構(gòu)耐撞性能分析55-81
• 4.2.1 雙殼舷側(cè)碰撞仿真模型55-59
• 4.2.2 性能分析59-81
• 4.3 本章小結(jié)81-82
• 第5章 SPS-波紋縱桁型舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性能研究82-108
• 5.1 引言82
• 5.2 SPS 舷側(cè)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性能對比82-94
• 5.2.1 SPS 雙殼舷側(cè)結(jié)構(gòu)模型82-83
• 5.2.2 SPS 舷側(cè)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性對比83-93
• 5.2.3 本節(jié)小結(jié)93-94
• 5.3 SPS-波紋縱桁型舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性能94-106
• 5.3.1 SPS-波紋縱桁型結(jié)構(gòu)碰撞模型94-95
• 5.3.2 SPS-波紋縱桁型結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)舷側(cè)結(jié)構(gòu)耐撞性對比95-106
• 5.3.3 本節(jié)小結(jié)106
• 5.4 本章小結(jié)106-108
• 第6章 結(jié)論及展望108-109
• 參考文獻109-113
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術(shù)論文或?qū)＠?/span>113-114
• 致謝114-115
• 詳細摘要115-120

【參考文獻】

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本文編號：1072997