冲击载荷作用下矩形加筋板的塑性动力响应

摘要

当船舶遭受爆炸冲击波作用或者发生碰撞时，针对船舶结构动力响应的数值计算和模型试验研究在技术上得到了突破性的进展。然而，在理论研究上尚需要进一步的完善。为了能够快速准确地为船体板架结构遭受冲击载荷作用下的变形进行预报，有必要从理论上开展冲击载荷作用下矩形加筋板的塑性响应特性研究。本文主要工作内容如下:
　　针对船体典型部位的矩形光板、单向和双向矩形加筋板，分别推导了爆炸冲击载荷作用时结构发生整体变形模式时的塑性响应解析解，给出船体板架结构变形过程的时历曲线。其中，为了简化计算和便于理论推导，对理论模型进行了如下假设:(1)材料假设为理想刚塑性材料;(2)忽略加强筋与板之间的弯矩与剪力;(3)冲击载荷作用下加筋板的总体变形模式与其在静力极限载荷作用下的总体毁伤模式相同。分别应用解析法和能量法对船体板架结构在冲击载荷作用下的塑性响应进行理论计算，并与数值计算结果进行对比分析。
　　得到的结论如下:(1)推导了爆炸冲击载荷作用下矩形光板、十字矩形加筋板、双十字矩形加筋板的冲击响应理论计算公式;(2)理论计算结果与有限元仿真结果吻合较好，验证了理论计算方法的正确性。通过本文研究，可以实现对船体板架结构在冲击载荷作用下变形的快速预报，并有利于分析不同参数对板架损伤的影响程度，对船体结构的安全性设计具有良好的参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究进展

1．2．2 国内研究概况

1．3 本文的主要工作

1．4 论文研究中提出的基本假设及参数定义

1．4．1 基本假设

1．4．2 参数定义

第2章 冲击波基本理论

2．1 引言

2．2 爆炸冲击波与爆轰波

2．3 冲击波的计算方法

2．4 冲击波载荷的确定

2．5 本章小结

第3章 冲击载荷作用下矩形光板的塑性响应

3．1 引言

3．2 矩形光板大挠度分析

3．2．1 变形模式

3．2．2 运动方程建立

3．2．3 求解过程

3．3 能量法

3．4 矩形光板的算例

3．4．1 解析法

3．4．2 有限元法

3．4．3 能量法

3．4．4 结果分析

3．5 本章小结

第4章 冲击载荷作用下十字矩形加筋板的塑性晌应

4．1 引言

4．2 十字加筋板大挠度分析

4．2．1 变形模式

4．2．2 运动方程建立

4．2．3 求解过程

4．3 能量法

4．4 十字加筋板的算例

4．4．1 解析法

4．4．2 有限元法

4．4．3 能量法

4．4．4 结果分析

4．5 本章小结

第5章 冲击载荷作用下双十字矩形加筋板的塑性响应

5．1 引言

5．2 双十字加筋板大挠度分析

5．2．1 变形模式

5．2．2 运动方程建立

5．2．3 求解过程

5．3 能量法

5．4 双十字加筋板的算例

5．4．1 解析法

5．4．2 有限元法

5．4．3 能量法

5．4．4 结果分析

5．5 三种模型的解析法对比分析

5．6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢