計及彈性效應(yīng)的砰擊壓力計算.pdf

1、隨著大型船舶航速的不斷提高和高性能船舶(滑行艇、氣墊船和雙體船等)的廣泛應(yīng)用，砰擊這一物理現(xiàn)象的發(fā)生更加頻繁。以往的砰擊理論，大多是假定船體為剛體。實際上，砰擊發(fā)生時，一方面流體會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強大的沖擊水動力，另一方面，結(jié)構(gòu)響應(yīng)也會反過來對流場產(chǎn)生顯著的影響，因此兩者之間存在著強烈的耦合作用。 本文關(guān)于底部砰擊的研究內(nèi)容包括三個方面：楔形結(jié)構(gòu)的水彈性分析，平底結(jié)構(gòu)的水彈性分析，以及計及彈性效應(yīng)后底部結(jié)構(gòu)優(yōu)化中應(yīng)注意的一些問題。

2、 針對楔形結(jié)構(gòu)，首先基于正交各向異性板理論，通過對廣義Wagner理論的推廣，考慮結(jié)構(gòu)與流體的相互作用，即考慮結(jié)構(gòu)的平均變形速度和加速度對流場的影響，得出了一組耦合方程；然后應(yīng)用Vlasov/Galevkin方法求解了板的微分方程，采用數(shù)值算法通過FORTRAN語言編制程序，計算了楔形板架結(jié)構(gòu)的應(yīng)變值，并與試驗結(jié)果進行了比較，驗證了程序的正確性和可信性；在此基礎(chǔ)上，最后分別計算了結(jié)構(gòu)在入水速度、底傾角、板厚變化情況下考慮與不考慮彈性

3、效應(yīng)的砰擊壓力，得出彈性效應(yīng)的影響系數(shù)。分析表明，結(jié)構(gòu)在入水沖擊時所產(chǎn)生的彈性效應(yīng)，會減緩沖擊壓力的數(shù)值。 針對平底結(jié)構(gòu)，首先借鑒了有關(guān)資料一些剛體模型的試驗結(jié)果和仿真結(jié)果，確定平底結(jié)構(gòu)在入水時各處的砰擊壓力，以及壓力的持續(xù)時間；然后應(yīng)用大型有限元軟件MSC．PATRAN/NASTRAN，通過求解作用在平板結(jié)構(gòu)上的三角形脈沖載荷的振動響應(yīng)，采用工程上的近似處理，得到考慮結(jié)構(gòu)彈性效應(yīng)后的砰擊壓力，并將計算結(jié)果與彈性模型的試驗值進行