海监船新型抗碰撞舷侧结构型式试验与仿真研究

摘要

随着对海洋资源开发力度的加大和建设海洋强国战略的提出，增强海上执法能力成为维护国家海洋权益的重要保障。近年来，在中国周边海域频繁出现岛屿主权、海洋划界、海洋开发和渔业捕捞等方面的纷争，且往往以双方船艇相互干扰、跟随、撞击等非军事手段的形式出现。提高海上执法维权船艇的抗碰撞能力不仅对保障执法人员的安全性有重要意义，且对掌握主权纷争的主动性上有深远的战略意义。因此，对海上执法维权船舶的抗碰撞性能进行评估分析，并针对性的提出改进方案是十分必要的。本文基于试验研究方法和有限元仿真，针对1000吨级和1500吨级海监船的舷侧结构提出基于耐撞性的改进方案。
　　本文的主要工作如下：
　　首先，从试验模型设计的基本原则、试验模型的具体结构型式及其尺寸、模型的制备以及试验装置等几个方面介绍新型舷侧结构模型耐撞性试验的试验方案。然后对试验现象和结果进行了归纳总结，从撞击力-撞深曲线、结构吸能能力和变形模式等方面对常规加筋结构和新型加筋结构的耐撞性能进行比较了分析。
　　其次，对船舶碰撞仿真分析中材料模型、失效准则、网格敏感度等关键技术问题展开讨论，并结合已有的试验结果进行验证分析。根据比较分析的结果选择RTCL准则对本文的新型舷侧结构模型试验进行仿真分析。
　　最后，采用LS-DYNA对1000吨级和1500吨级海监船的抗碰撞性能进行初步评估，并结合试验结果提出改进方案，比较改进方案与原结构的耐撞性能差异。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 船舶碰撞研究概况

1.3 本文的主要研究内容

2 新型舷侧结构模型耐撞性试验

2.1 舷侧结构模型试验方案

2.2 模型试验结果

2.3 模型试验结果分析

2.4 本章小结

3 舷侧结构耐撞性试验仿真分析

3.1 材料模型

3.2 失效准则

3.3 网格敏感度

3.4 失效准则及其网格敏感度比较分析

3.5 新型舷侧结构耐撞性试验仿真

3.6 本章小结

4 海监船舷侧结构抗碰撞性能分析

4.1 海监船舷侧结构抗碰撞性能评估方案

4.2 舷侧结构优化方案

4.3 海监船抗碰撞仿真分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附 录 攻读硕士期间发表的论文