船體外板在船舶擱淺與碰撞中的變形機理研究.pdf

1、船舶在航行的過程中，由于人為的操作失誤或惡劣航行環(huán)境的影響，可能發(fā)生擱淺或碰撞事故。船舶擱淺時，如果觸碰到較為堅硬鋒利的礁石，船底板會面臨被撕裂的風險；船側結構若遭受帶球鼻艏船的艏撞，存在著破損的風險。船底板擱淺而撕裂與船側板受側撞而破損均是非常危險的狀態(tài)，可能降低船體梁結構的強度而導致危險，也可能導致原油泄漏，造成人員傷亡、經(jīng)濟損失或巨大的生態(tài)災難。開展船舶擱淺與碰撞的研究，能為船舶結構的耐撞性設計提供理論依據(jù)，且有利于危險擱淺碰撞場

2、景下的快速風險評估。研究船舶擱淺與碰撞一般采用的方法有經(jīng)驗公式法、實驗法、有限元數(shù)值仿真法以及簡化解析分析法等。其中，簡化解析分析法能對結構變形失效的內(nèi)在機理進行剖析，且擁有計算量小、精度較高、適用范圍廣等優(yōu)點，因此被廣泛的應用于船舶碰撞與擱淺的研究當中。
　　本文選取了船底板擱淺于錐形礁石以及船側外板受球鼻艏撞擊這兩個危險的擱淺碰撞場景，具體研究了這兩個場景下船體外板的結構變形響應，研究內(nèi)容主要分為兩大部分。第一部分研究擱淺場景

3、中船底板撕裂的變形機理，提出了一個新的針對圓錐形剖面礁石擱淺場景下板材撕裂機理的解析計算模型，得到了穩(wěn)定狀態(tài)下板材撕裂力的解析解。第二部分研究重點關注船側外板受球鼻艏結構撞擊的場景，提出了一個新的船側方板受橢球形撞擊物撞擊的解析計算模型，得到了方板所受的撞擊力隨撞頭撞深變化的解析解。通過與已有的實驗數(shù)據(jù)以及一系列擱淺碰撞場景的數(shù)值仿真計算數(shù)據(jù)的對比分析，所提出的解析計算模型得到了驗證。
　　本文的研究關注船舶碰撞與擱淺場景中兩個比