船桥碰撞过程引发的冲击动力学论题

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1、Impactdynamicstopicsmotivatedbyship-bridgecollisionprocess船桥碰撞过程引发的冲击动力学论题王礼立1，陈国虞2，杨黎明1(1．宁波大学机械工程和力学学院，浙江宁波315211;2．上海海洋钢结构研究所，上海201204)摘要:对船桥撞击过程引发的几个冲击动力学论题进行了分析。研究表明:①为降低船撞力，应采用柔性(低的结构动态广义波阻抗)防撞装置;②撞击力所做的功，通过应力波传播转化为内能(变形能)与动能之和;而变形能中的不可逆部分愈高，防撞装置发挥的整体作

2、用愈大，则愈有利于防撞装置发挥缓冲耗能作用。并且如何让船舶尽早结束撞击并带走尽量多的剩余动能，应是防撞装置设计的关键点;③黏性耗能可缓冲撞击过程、延长撞击历时，有利于防撞装置发挥整体作用，进而为船舶在低应力下转向滑离、从而带走尽可能多的剩余动能创造条件。因此，船撞桥防护装置的设计应该建立在如下的科学设计理念上:ⅰ低波阻抗意义上的冲击柔性，ⅱ缓冲撞击过程意义上的粘性耗能，ⅲ防撞装置能及早发挥整体作用，化撞击集中力为分布载荷，以及ⅳ让船尽早滑离而带走尽量多的剩余动能。以钢丝绳防撞圈为主要元件的柔性耗能防撞装置是这一

3、防撞理念的工程应用实例，其有效性已为工程实践和实船撞击试验证实。关键词:船桥碰撞;冲击动力学;冲击力;能量转换;动态响应中图分类号:文献标志码:DOI:10．13465/j．cnki．jvs．2015．03．003U442AWANGLi-li1，CHENGuo-yu2，YANGLi-ming1(1．CollegeofMechanicalEngineeringandMechanics，NingboUniversity，Ningbo315211，China;2．ShanghaiMarineSteelStructur

4、eＲesearchInstitute，Shanghai201204，China)Abstract:Someimpactdynamicstopicsmotivatedbyship-bridgecollisionprocesseswereanalyzedhere．Itwasshownthat(1)inordertoreducetheimpactforce，aflexiblecrashworthydevicewithalowstructuraldynamicgeneralizedwaveimpedanceshould

5、beapplied;(2)theworkdonebytheimpactforceisconvertedviawavepropagationintotheinternalenergy(deformationenergy)andkineticenergy;thelargertheirreversiblepartoftheformer，thegreatertheoverallroleplayedbythecrashworthydevice，thebetterthebufferroleplayedbythecrashw

6、orthydevice;moreover，howtomaketheshipassoonaspossibleendthecollisionandcarryawayasmuchaspossibletheremainingkineticenergyshouldbeakeypoint;(3)viscousdissipationofenergycanbufferthecollisionprocess，prolongthedissipationduration，helpthecrashworthydevicetoplaya

7、noverallrole，andcreateaconditionforshiptoendthecollision;thus，thescientificdesignideaofacrashworthydeviceshouldbebasedon(i)impactflexibilitywithalowstructuralwaveimpedance，(ii)viscousdissipationofenergytobuffercollisionprocess，(iii)thecrashworthydevicetoplay

8、anintegralroleassoonaspossibletochangetheconcentratedimpactforceintoweakerdistributedloads，and(iv)tomaketheshipturnawayassoonaspossibleandtakeawaytheremainingkineticenergyasmuchaspossible．Asanen