基于钢复合夹层板的双壳油船舷侧结构耐撞性能研究

摘要

随着世界经济的繁荣与发展,国际航运业也变得日趋繁忙,国际航道显得越加拥挤,各种类型的船舶碰撞现象层出不穷。船舶碰撞是一种严重的现象,会引发结构的损坏以及货物泄露甚至会导致人员伤亡,如果运载的是有危险性的化学物品或者原油等货物,将会严重的污染环境,给人类和其他生物的生存环境造成非常大的威胁。所以加强船舶碰撞的研究,提高船舶耐撞性能具有重要的意义。
　　本文在分析总结碰撞理论的基础上,对夹层板结构和聚氨酯芯材进行试验,运用非线性有限元仿真软件ANSYS/LS-DYNA对夹层板结构和钢板结构进行数值仿真对比分析,提出了两种新型的舷侧结构,并对新型舷侧结构进行耐撞性分析,综合评定其耐撞性能。本文主要研究内容如下:
　　(1)在碰撞理论的基础上,对舷侧结构耐撞性进行总结分析。
　　(2)对聚氨酯芯材和夹层板结构进行试验,分析其力学性能。
　　(3)运用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对夹层板结构和钢板结构进行仿真,从能量吸收、碰撞力和结构损伤等方面进行比较,得出夹层板结构具有优越的耐撞性能,为后续工作提供理论依据和技术指导。
　　(4)考虑不同速度的撞击,研究夹层板结构的耐撞性能。
　　(5)考虑不同角度的撞击,研究夹层板结构的耐撞性能。
　　(6)考虑不同质量的撞击,研究夹层板结构的耐撞性能。
　　(7)对不同的撞击位置,研究双壳舷侧结构及各个构件的耐撞性能。
　　(8)对158,000DWT双壳油船进行仿真分析,分别从双壳舷侧结构的常规钢板结构形式和夹层板结构形式进行对比分析,在以上的基础上,对双壳油船舷侧结构进行优化设计,并进行仿真。
　　(9)提出两种新型的舷侧结构,对这两种新型结构进行数值仿真分析,分别从结构损伤变形、碰撞力和吸能等三个方面进行分析研究,进一步确定这两种新型结构确实比常规钢板舷侧结构拥有更加良好的耐撞性能,为全面代替常规钢板结构提供理论依据和技术支持。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 课题研究的现状分析

1.3 船舶碰撞问题的研究方法

1.4 本论文主要研究的内容

第二章 钢夹层板结构力学性能研究及试验分析

2.1 夹层板结构

2.2 夹层板结构大变形理论及计算方法

2.3 夹层板结构力学性能

2.4 夹层板结构力学试验分析

2.5 本章小结

第三章 钢夹层板结构耐撞性能研究

3.1 夹层板结构冲击性能仿真研究

3.2 钢板冲击性能仿真研究

3.3 对比分析

3.4 结论

3.5 碰撞参数对夹层板结构冲击性能的影响

3.6 本章小结

第四章 基于钢夹层板双壳油船舷侧结构耐撞性研究

4.1 常规双壳油船舷侧结构耐撞性分析

4.2 不同碰撞位置对常规舷侧结构耐撞性能的影响分析

4.3 基于钢夹层板双壳油船舷侧结构耐撞性分析

4.4 不同碰撞位置对钢夹层板舷侧结构耐撞性能的影响分析

4.5 本章小结

第五章 新型舷侧结构优化设计及耐撞性研究

5.1 新型舷侧结构优化设计

5.2 新型舷侧结构耐撞性研究

5.3本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢