渔船与码头碰撞的仿真分析.pdf

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1、NAVALARCHITECTUREANDOCEANENGINEERING船舶与海洋工程2015年第31卷第6期（总第106期）DOI：10.14056/j.cnki.naoe.2015.06.004渔船与码头碰撞的仿真分析1,21张兆德，张彦（1.浙江海洋学院船舶与海洋工程学院，浙江舟山316000；2.浙江省近海海洋工程技术重点实验室，浙江舟山316000）摘要：利用Patran/Dytran有限元分析软件，建立了某渔船与码头碰撞的有限元模型，并模拟其碰撞全过程。通过对渔船与码头之间的碰撞力变化、能量转化、损伤变形以及等效应力等情况进行分析，得

2、出了渔船与码头碰撞的一般规律和特点。针对碰撞中渔船船首构件的吸能损伤特性进行了研究，得出渔船船首构件的吸能与失效具有先后顺序，并且渔船船首外板是主要的吸能构件，从而为后期渔船船首结构的耐撞性设计与渔船的海损评估提供参考。关键词：碰撞力；能量转化；仿真分析；渔船中图分类号：U674.4文献标志码：A文章编号：2095-4069(2015)06-0020-06Abstract:UsingPatran/Dytranfiniteelementanalysissoftware,thefiniteelementmodelsforafishingvessela

3、ndwharfcollisionareestablished,andthewholeprocessofcollisionissimulated.Throughanalyzingthecollisionforcevariation,energytransformation,damagedeformationandequivalentstressbetweenthefishingvesselandthewharf,thegeneralpatternandcharacteristicsofthecollisionareobtained.Theenerg

4、yabsorptioncharacteristicsoffishingvesselbowstructuresarestudied,anditisdiscoveredthatthereisanorderbetweenbowstructureenergyabsorptionandfailure;moreover,thefishingvesselbowshellplateisthemainenergyabsorptioncomponent.Theresultmayprovidereferenceforthebowstructureimpactresis

5、tancedesignanddamageevaluationoffishingvessels.Keywords:collisionforce;energytransformation;simulationanalysis;fishingvessel0引言由于渔船数量不断增加，并且进出港频繁，渔船与码头端部碰撞的风险在持续增加，导致碰撞事故频频发生。碰撞事故不仅影响渔船安全，也会给码头造成危险，故有必要对渔船与码头的碰撞损伤情况进行研究，一方面有利于渔船结构的耐撞设计，另一方面还可以对海损事故进行评估。[1]目前对船与码头碰撞问题的研究因码头结构不

6、同而有所区别。王翔等采用流固耦合法对靠泊船舶跟[2]浮式码头的碰撞进行了模拟仿真；张颖采用ANSYS/LS-DYNA程序建立有限元仿真模型，并考虑土的弹塑性以及桩土流固耦合作用，研究了结构刚度、船舶质量、初始速度、撞击角度以及橡胶护舷对高桩码头[3]所受碰撞力的影响；张淑华等对5000吨级杂货船撞击3万t泊位高桩码头做了仿真分析，并研究碰撞中的[4]能量转化情况和作用力；邓雷飞等以3万吨级散货船平行靠泊高桩码头为例模拟了船舶撞击码头的全过[5]程，并研究了碰撞中的动力响应以及码头损伤情况；陆志慧等对8.5万t集装箱船跟钢管板桩码头碰撞进行[6]了

7、数值模拟，并研究了不同速度下的码头撞击情况。李磊等对渔船与桥墩的碰撞过程进行了模拟，分析了速度、质量对碰撞的影响。本文借助Patran/Dytran软件对渔船与码头的碰撞过程进行了仿真分析，用以研究渔船碰撞特性。收稿日期：2015-05-06基金项目：国家自然科学基金项目（51179173；51379189）。第一作者简介：张兆德，男，教授。1964年生，2004年上海交通大学力学博士毕业，从事船舶与海洋工程结构动力分析研究。张兆德，等：渔船与码头碰撞的仿真分析211有限元模型1.1渔船模型渔船排水量为520t，渔船总长47.60m，型深3.70

8、m，型宽7.00m，设计吃水为2.90m，设计航速11kn。[7]渔船船首采用细化的网格，包括外板、横框架、纵框架、甲板等；而船体中后部