被撞船舷侧典型结构单元的吸能机理分析.pdf

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1、第6卷第1期中国舰船研究V01．6No．I垫!!至兰旦垦堕!!竺』竺坚里型堕兰堕虫墅苎竺生!皇垒：垫!!doi：10．3969／j．issn．1673—3185．2011．01．003被撞船舷侧典型结构单元的吸能机理分析郭君1朱枫2姚熊亮2周维星21StateMarineTechnicalUniversityofSt．Petersburg，3l_otsmanskayaStr．，St．Petersburg，190008Russia2哈尔滨工程大学船舶工程学院．黑龙江哈尔滨150001摘要：为了研究高腹板梁在碰撞过程中的剪切破坏机理．提高对船舶结构碰撞吸能的认识。文章从某油

2、轮舷侧截取典型结构单元——带板梁作为研究对象．基于极限平衡理论和LS—DYNA软件对其碰撞破坏过程进行分析。研究带板梁极限载荷、最大挠度和最大吸能影响因素和计算方法．同时分析弯曲应变能和膜应变能占总吸能的比重。结果表明：单元尺寸和材料极限塑性应变对带板梁的最大挠度和最大吸能都有显著影响；膜应变能和弯曲应变能在带板梁破坏时所占比重相当。关键词：船舶碰撞；带板梁；吸能机理中图分类号：U661．43文献标志码：A文章编号：1673—3185(2011)01一12一06Energy-AbsorbingAnalysisofTypicalStructuralElementsonaC

3、ollidedShipBroadsideGuoJunlZhu屁，谚YaoXiong-lian92ZhouWei-xin921StateMarineTechnicalUniversityofSt．Petersburg，3LotsmanskayaStr．，St．Petersburg190008，Russia2CollegeofShipbuildingEnigneering，HarbingEngineeringUniversityty，Harbin150001，ChinaAbstract：Inordertoresearchtheshearfailuremechanismofb

4、eamwithhishwebplatesandenhanceunderstandingontheabsorbingenergyintheshipcollision，thestructureofabeamwithbandplateswaschosen鹊exampletostudythetypicalstructuralelementsfrombroadsideonoiltanker．Utilizingtheuhi-mateequilibriumtheoryandLS—DYNAsoftware，theenergyabsortingmechanismofthebeamduet

5、ocollsionwaganalyzed，withattentionparticularlytotheeffectofplastichingingcharateristicsofbeamwinlbandplatesanddifferenttypeoffiniteelementsand鲥dsizesontheimpactloadingandenergy-absorbing．船wellasthedifferentratioofbendingandmembranestrainenergyaccountingforthetotalabsorbingenergy．Theresul

6、tsindicatethattheelementsizeandtheultimateplasticstrainmayaffectthemaximlllndeflectionandenergyabsortionremarkably，andalsothebendingstrainenergyandmembranestrainenergyiscomparativeinthefailureofthebeamwithbandplates．Keywords：shipcollision；beamwithbandplates；energy-absorbingmechanism1引言随着

7、世界经济模式高度全球化，国际航运的快速发展．船舶的航行安全问题日益获得重视。船舶碰撞无疑成为了威胁船舶航行安全的重大因素，有研究表明[¨．船舶碰撞已成为继沉没、触礁、火灾之后的第四大船舶事故。据英国劳氏船级社的统计。全世界每年因为船舶碰撞损失10～20艘大型船舶。近年，船舶碰撞研究获得了长足发展。尤其以大型有限元软件为基础的仿真研究成果丰富【“]，其研究对象多为整船、舱段或者板架。而对更加基础的船舶结构单元——带板梁虽有研究[5】．但还不多见。本文采用理论和数值分析相结合的方式．研究了被撞船舷侧典型带板梁结构的吸能和破坏机理，重点分析了带