撞击船艏刚度对船体结构碰撞性能影响.pdf

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1、振动与冲击第33卷第14期J0URNALOFVIBRATIONANDSHOCK撞击船艏刚度对船体结构碰撞性能影响胡宗文，刘昆，王自力(江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003)摘要：针对将撞击船艏简化成刚性会影响计算结果问题，利用非线性有限元动态分析软件MSC．Dytran对一艘散货船垂直撞击双壳油轮场景进行计算。比较实际柔性船艏与简化刚性船艏撞击下碰撞性能区别，重点讨论撞击船艏部刚度对被撞舷侧碰撞性能影响。所得船艏刚度对舷侧碰撞性能影响规律表明，改进撞击船艏部结构可有效提高船舶碰撞安全性。关键词：船舶碰撞；碰撞

2、性能；数值仿真；艏部刚度；压溃强度中图分类号：U661．4文献标志码：ADOI：10．13465／j．cnki．jVS．2014．14．026EfectofstrikingbowstifnessonthebehaviorofshipstructureincollisionHUzong—wen，LIUKun，WANGZi—li(SchoolofNavalArchitectureandOceanEngineering，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，

3、China)Abstract：Thestrikingbowsimplifiedasarigidstructurewillhaveacertainimpactontheresuhsofshipcollisionanalysis．TheMSC．Dytranwasusedasanonlinearfiniteelementcodefordynamicresponseanalysis．Thecollisionscenarioofa159，000DWToiltankerstruckbya176，O00DWTbuckcarrierwasa

4、nalysed．Thedifferenceofcollisioncapabilitiesbetweentherealsoftstrikingbowandthesimplifiedrigidstrikingbowwascompared，andthentheinfluenceofstrikingbowstiffnessonthecollisioncapabilitiesofstruckstructureswasfocused．Itisshownthattheimprovedstrikingbowstructurecaneffec

5、tivelyimprovethesafetyofshipcollision．Keywords：shipcollision；collisioncapability；numericalsimulation；strikingbowstiffness；crushingperformance随着世界航运业的持续发展，水上交通日益繁忙，壳结构模型进行低速冲击实验，梅志远等¨利用落锤船舶碰撞与搁浅事故时有发生，而该种事故往往造成冲击装置对潜艇单双壳体结构模型进行碰撞冲击试船体结构破损、货物泄漏、环境污染、人员伤亡等灾难验。以所得碰撞力、损

6、伤变形、能量吸收等碰撞参数均性后果_1j。目前对船舶碰撞问题研究主要集中在船与数值仿真或简化解析公式结果较一致，但此处理方舶碰撞性能分析与耐撞结构设计两方面。两者实法大多将撞头简化为刚度很大(近似刚性)结构，忽略际紧密相关，前者为基础，后者为目的。已有基于船舶撞头结构本身变形及吸能能力。亦有在研究碰撞问题舷侧结构、船首形状等对船舶碰撞性能开展的大量研时考虑撞击船变形，建立较详细的艏部模型¨，由究J，提出夹层板舷侧、CCT型双壳舷侧及新型LPG此会增加计算时间，提高计算难度；因此，选择合理的舷侧等多种耐撞结构，很大程度上能提高

7、结构的船艏刚度对船舶碰撞问题研究具有一定现实意义。耐撞性能。对被撞船碰撞性能分析时，一般假设船艏为比较撞击船艏部刚度影响，本文采用非线性数结构刚度远高于舷侧，忽略船艏结构变形，将撞击船艏值仿真分析技术，模拟159，000DWT双壳油船被部简化为理想刚性撞头。对船体局部结构碰撞性能的176，000DWT散货船船艏正撞场景，分别将撞击船艏模型试验较多，Cho等利用钟摆式冲击试验装置对部选取实际柔性材料及刚性材料，比较被撞结构在碰船体加筋板架碰撞性能进行研究，Paik等¨对船体双撞力、损伤变形、能量吸收等撞击参数区别，重点研究撞击

8、船艏部刚度对碰撞性能影响，研究成果可指导碰撞性能分析。基金项目：国家自然科学基金(51379093)；江苏省船舶先进设计制造技术重点实验室开放研究基金(CJ1305)1碰撞场景收稿日期：2013—06—02修改稿收到日期：2013—06—25第一作者胡宗文男，硕士生，1988年生本文碰撞场