主動(dòng)分離型球鼻艏結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、球鼻艏能夠有效地減小興波阻力,特別是對(duì)于高速船(如集裝箱船以及豪華游輪)。這類船型航速高,興波阻力在所有的阻力成分中所占的比重大,安裝長(zhǎng)球鼻艏能夠明顯地減小興波阻力。然而高速船本身就存在很大的碰撞風(fēng)險(xiǎn),加上向前伸出的長(zhǎng)的球鼻艏更是增加了碰撞事故的危險(xiǎn)性,因?yàn)殚L(zhǎng)球鼻艏一旦刺破對(duì)方船體就可能導(dǎo)致燃油以及危險(xiǎn)貨物的泄漏,造成嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)難。本文對(duì)球鼻艏(特別是長(zhǎng)球鼻艏)與舷側(cè)碰撞問(wèn)題進(jìn)行了深入地研究,目的是探尋切實(shí)可行的船舶碰撞防護(hù)方案。

2、r>　　本文的主要工作和所得到的結(jié)論體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　1)觀察和分析了3種碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)的照片,指出在碰撞分析過(guò)程中,假定被撞船舶也存在一定的航速更加符合實(shí)際情況。并且在這種碰撞情形下,分析了球鼻艏的受力特征。
　　2)依據(jù)球鼻艏自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了基于高強(qiáng)度材料板材失穩(wěn)破壞的碰撞防護(hù)方案以及基于高強(qiáng)度板材脆性斷裂破壞的碰撞防護(hù)方案。
　　3)基于張樂(lè)山的實(shí)驗(yàn)研究成果,對(duì)文中所涉及的低碳鋼,多種高強(qiáng)度鋼材的本構(gòu)

3、模型及材料的失效準(zhǔn)則進(jìn)行了選擇和確定,單軸拉伸試驗(yàn)的仿真結(jié)果表明,所選擇的材料模型能夠反映不同材料的韌性差別。
　　4)運(yùn)用德國(guó)勞氏船級(jí)社的POSEIDON軟件與ANSYS軟件聯(lián)合建模,建立了一條4000箱集裝箱船的實(shí)船有限元碰撞模型,模型中孔和筋結(jié)構(gòu)全部建出。運(yùn)用非線性分析軟件LS_DYNA對(duì)常規(guī)的球鼻艏與舷側(cè)碰撞事故進(jìn)行仿真計(jì)算,得到了在這種碰撞情形下球鼻艏的受力特征以及變形特征,為文中提出的主動(dòng)分離型球鼻艏結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)

4、。
　　5)通過(guò)運(yùn)用非線性有限元方法分別研究了基于高強(qiáng)度材料板材失穩(wěn)破壞的碰撞防護(hù)方案和基于高強(qiáng)度材料脆性斷裂破壞的碰撞防護(hù)方案,得到了這兩種方案下球鼻艏的受力特征及變形特征。分析結(jié)果表明,主動(dòng)分離型球鼻艏在常規(guī)載荷水平下能夠保持結(jié)構(gòu)完整,在碰撞載荷作用下能夠主動(dòng)斷裂,保護(hù)對(duì)方船體,驗(yàn)證了方案的可行性?；诎宀氖Х€(wěn)破壞方案的有限元分析結(jié)果,提出在這種方案下,可以在甲板邊緣臨近高強(qiáng)度外板的區(qū)域開(kāi)孔,以減弱甲板對(duì)高強(qiáng)度材料外板變形的制