基于結(jié)構(gòu)極限承載的船舶觸礁研究.pdf

1、船舶在航運(yùn)過(guò)程中面臨著產(chǎn)生觸礁等事故的危險(xiǎn)，不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且經(jīng)常造成嚴(yán)重的海洋環(huán)境污染，其中油船的觸礁事故尤為嚴(yán)重。無(wú)論是從安全上、經(jīng)濟(jì)上、還是從環(huán)境保護(hù)上來(lái)看，提高船舶的耐撞性都具有重要的意義。開(kāi)展船舶觸礁的研究不僅有利于海上生命安全、防止海洋污染，而且也可為規(guī)定航運(yùn)繁忙區(qū)域中船舶的航速、操作規(guī)程以及解決海事糾紛提供依據(jù)。 在船舶觸礁時(shí)，由于船舶巨大的質(zhì)量和動(dòng)能，使得觸礁區(qū)的結(jié)構(gòu)一般都迅速超越了彈性階段而進(jìn)入塑性流

2、動(dòng)狀態(tài)并可能出現(xiàn)屈曲、撕裂等各種形式的破壞和失效，造成船體結(jié)構(gòu)的永久變形或破損，因此在觸礁事故中，主要應(yīng)關(guān)心由于礁石切割所引起的船底結(jié)構(gòu)局部壓潰和撕裂。雖然結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為與礁石的類(lèi)型及割裂位置密切相關(guān)，但塑性、斷裂和摩擦引起的結(jié)構(gòu)阻力的基本理論卻是相同的。另外，還需考慮船舶周?chē)牧黧w介質(zhì)，船舶運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)，以及矩形板的極限承載能力，因?yàn)榇w由加筋板焊接而成，所以板的破裂和焊縫失效在船體結(jié)構(gòu)失效中也起著重要的作用，它們直接影響到結(jié)構(gòu)的失效機(jī)

3、理和能量吸收。受損船體的嚴(yán)重程度對(duì)結(jié)構(gòu)的阻力及貫穿量都有影響，目前損傷被假定為延伸到某根主要的加強(qiáng)筋脫離礁石時(shí)停止發(fā)展，但這一假定應(yīng)被礁石附近的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算所取代。 在船舶觸礁過(guò)程中，所需考慮的載荷只是船舶與礁石的接觸力以及水動(dòng)壓力，又因礁石的剛度一般遠(yuǎn)高于船底結(jié)構(gòu)，故觸礁能量大都由船底結(jié)構(gòu)吸收。船舶觸礁時(shí)損傷變形主要集中于結(jié)構(gòu)與礁石相接觸的區(qū)域，這預(yù)示著船體結(jié)構(gòu)抗撞能力的提高應(yīng)著眼于容易遭受撞擊的薄弱區(qū)域，大范圍的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)措施

4、是不必要的。 船舶觸礁中包含很多不確定因素，如礁石性質(zhì)、強(qiáng)度、觸礁船狀況、觸礁位置以及環(huán)境條件等。所有這些特點(diǎn)使船舶觸礁問(wèn)題的研究變得相當(dāng)復(fù)雜和困難，需要綜合應(yīng)用船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)和結(jié)構(gòu)可靠性等方面的理論知識(shí)。 本論文研究了極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)并整理歸納了船舶極限承載能力理論，綜合分析了船底主要構(gòu)件的基本破壞模式，利用ANSYS軟件對(duì)某船發(fā)生對(duì)中觸礁情況進(jìn)行了模擬。并以此為基礎(chǔ)對(duì)觸礁船船底結(jié)構(gòu)觸礁性能進(jìn)行了