半滑行前三体高速船砰击载荷及强度研究

摘要

作为一种高性能新船型，前三体船的稳性、快速性和耐波性等航行性能非常出色。前三体船的三个船体共享主甲板以及上层建筑等结构，这种结构形式提供了宽阔的甲板面积以及优秀的水动力性能，同时也导致前三体船砰击载荷及强度研究的复杂性。
　　本文利用LS-DYNA仿真软件的ALE算法，研究了某半滑行前三体高速客货运输船航行过程中的船首底部入水砰击问题，建立了前三体船的三维有限元模型，数值模拟了前三体船的入水过程，得到前三体船船首底部各位置的砰击载荷时程曲线。为了分析前三体船船底砰击载荷分布的原因，本文分别对不同斜升角的V型船、忽略空气作用的前三体船模型和不考虑侧体的模型进行了研究。同时根据仿真结果提出前三体船船首底部结构所受砰击载荷峰值的拟合曲线，作为前三体船船底结构设计的重要参考。
　　利用ABAQUS有限元软件，采用按照直接载荷分析加载和按照英国劳氏船级社三体船入级规范对前三体船进行总强度分析。详细分析了载荷的计算以及载荷的具体加载方式，通过直接计算，得到全船结构强度应力，对比分析两种方法的合理性，总结前三体船的受力特点，对前三体船的结构优化提出建议。本文对其他前三体船的有限元直接计算有一定的借鉴作用，本文结果对前三体船的设计与开发有一定的参考价值。