气垫船碰撞冲击动力学响应三维数值模拟.pdf

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1、第10卷第3期中国舰船研究V01．10No．3兰Q!i生垒旦璺堕i璺!!!!旦坚里兰!垒!!垫虫垦!!!!竖!!竺呈：圣坐网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／42．1755．TJ．20150526．0910．007．html期刊网址：WWW．ship—research．corn引用格式：葛亮，田正东，袁利毫．气垫船碰撞冲击动力学响应三维数值模拟[J]．中国舰船研究，2015，10(3)：57—62．GELiang，TIANZhengdong，YUANLihao．Threedimensionalnumeric

2、alsimulationofhovercraftdynamicimpactre—sponse[J]．ChineseJournalofShipResearch，2015，10(3)：57-62．气垫船碰撞冲击动力学响应三维数值模拟葛亮1，田正东2，袁利毫11哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨1500012海军装备部，北京100841摘要：基于有限元法建立气垫船碰撞数值模型，选取适合于气垫船碰撞的主从面接触算法，模拟气垫船在进、出坞时与舱口栏杆及舱壁碰撞的整个过程。由于气垫船质量与母舰相比极小，因此忽略其对母舰运动的影响，将舱壁及舱口围壁简化为刚

3、性结构。在此基础上，分析气垫船与刚性平面及刚性曲面碰撞过程中的变形损伤、重心位移、重心速度及碰撞力的大小。分析结果表明，气垫船的碰撞过程分为弹性和塑性2个阶段，在塑性阶段产生的损伤具有局部性，且气垫船与曲面碰撞时更易产生横向摆动。关键词：气垫船；碰撞；刚性平面；刚性曲面中图分类号：U661．4文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—3185．2015．03．010ThreedimensionalnumericalsimulationofhovercraftdynamicimpactresponseGELian91，TIANZh

4、engdon92，YUANLiha011SchoolofShipbuildingEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China2NavalArmamentDepartmentofPLAN，Beijing100841，ChinaAbstract：Inthispaper，thenumericalmodelofhovercraftcollisionisfirstestablishedbasedontheFEM，andthemaster-slavecontactalgorithmisth

5、endeterminedSOthattheprocessofhovercraftcollisionwithbulkheadandhatchcoamingwheninoroutthecarriercanbesimulated．SincetheweightofhovercraftiSverysmallcomparedtothecarrier，themovementofmothershipcanbeignored，andthebulkheadandcoamingaresimplifiedtorigidstructures．Then，thedeformat

6、iondamage，displacement，andvelocityofbarycenterandthecontactforceareanalyzed．whichrevealsthatthehovercraftcollisionprocesscanbedi—videdintotheelasticstageandtheplasticstage．Thedamageduringtheplasticstageislocal，andhorizon—talswingiSmorelikelytoOccurwhenthehovercraftcollideswith

7、curvedsurfaces．Keywords：hovercraft；collision；rigidflatsurface；rigidcurvedsurface0引言气垫船因具有航速快，声场、磁场和压力场小，隐蔽性强等诸多优良特性，因而在军事上具有广泛的应用前景。气垫船在进坞的过程中，由于其柔性围壁与坞舱门两侧只有约0．5m的距离，因此在进出母舰时会与母舰坞口处的栏杆发生接触碰撞，进坞后，围裙侧壁也会与坞舱壁发生碰撞，可见针对气垫船碰撞特性的研究具有重要的意义与价值¨。21。本文将选用ABAQUS／Explicit求解器，对气垫船进坞时其柔性围壁与

8、母舰坞口处的栏杆以及坞舱壁的碰撞过程进行模拟。由于气垫船的质量与母舰质量相比极小，因此忽略其对母舰运动的影响。在模拟过程中