【摘要】：評估結(jié)構(gòu)耐撞性能最可靠的方法是實尺度碰撞試驗,然而對于大尺度結(jié)構(gòu)物的碰撞試驗,因其耗資巨大而不易開展,適當(dāng)開展比例模型試驗可以為簡化解析算法及數(shù)值仿真計算提供驗證依據(jù),也可在一定程度上評估結(jié)構(gòu)的耐撞性能。但是在進(jìn)行碰撞模型試驗時,材料應(yīng)變率的敏感性會使得縮尺模型的動態(tài)響應(yīng)與實尺度結(jié)構(gòu)結(jié)果出現(xiàn)偏差,模型試驗得到的數(shù)據(jù)與實際結(jié)構(gòu)的動響應(yīng)不完全遵循相似關(guān)系,這就限制了相似理論在大型結(jié)構(gòu)物沖擊問題上的應(yīng)用。本文給出了一種通過改變沖擊質(zhì)量來修正應(yīng)變率效應(yīng)的方法,不同于傳統(tǒng)量綱分析法中選取時間、質(zhì)量和長度為基本量綱,而是以沖擊質(zhì)量、初始沖擊速度和動態(tài)應(yīng)力代替,得到計及應(yīng)變率效應(yīng)的質(zhì)量相似關(guān)系。以此為基礎(chǔ),將該修正方法應(yīng)用于船舶-自升式海洋平臺的碰撞分析中。研究結(jié)果表明,該修正方法可以有效降低由于應(yīng)變率效應(yīng)而造成的縮尺誤差,修正后的縮尺模型在碰撞沖擊載荷下的位移、碰撞力和撞擊時間等動態(tài)響應(yīng)參數(shù)與實尺度模型結(jié)果的一致性更好。本文研究成果可以為大型結(jié)構(gòu)物沖擊模型試驗設(shè)計提供技術(shù)支撐。
[Abstract]:The most reliable method for evaluating the crashworthiness of structures is real-scale impact tests. However, for large-scale structures, the impact tests are difficult to carry out because of their high cost. Proper scale model test can provide the basis for the simplified analytical algorithm and numerical simulation calculation, and can also evaluate the crashworthiness of the structure to a certain extent. However, the sensitivity of material strain rate makes the dynamic response of the scale model deviate from that of the real scale structure, and the dynamic response of the model is not completely similar to that of the actual structure. This limits the application of similarity theory to large structure impact problems. This paper presents a method to correct the strain rate effect by changing the impact mass. Different from the traditional dimensionality analysis method, the time, mass and length are chosen as the basic dimensions, but the impact mass, the initial impact velocity and the dynamic stress are replaced. The quality similarity relation taking into account the strain rate effect is obtained. Based on this, the modified method is applied to the collision analysis of ship-jack-up offshore platform. The results show that the modified method can effectively reduce the scaling error caused by the strain rate effect and the displacement of the modified scale model under impact load. The dynamic response parameters such as collision force and impact time are in better agreement with the results of real scale model. The research results in this paper can provide technical support for the design of large-scale structure impact model test.
【作者單位】： 江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院;上海船舶設(shè)計研究院;美國船級社;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51379093) 江蘇省高校自然科學(xué)基金資助項目(15KJD580003)
【分類號】：P75

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本文編號：2318523