抗碰撞船体舷侧结构仿真与优化

摘要

随着人们海上资源越来越收到人们的重视，航运业的发展也得到了大量资源而快速发展。但是航线越来越密集，以及气候条件和人为因素等的影响致使船舶碰撞事故频发。船舶是一种结构繁杂、大型的海上移动建筑物，一旦发生碰撞事故会造成非常严重的后果，带来人员的伤亡的可能性非常大，船体结构的破坏还会导致较为严重的海洋环境污染。因此，对船体结构的抗碰撞性能问题进行探究，找出抗碰撞性能提高的方法具有十分重大的意义。
　　碰撞问题的强非线性特性导致问题求解的难度大为增加，本文碰撞问题的数值模拟分析是选用ANSYS/LS-DYNA显示动力有限元分析软件。同时，依据在撞击期间增强板架结构的形变情况，简化了力学模型，用有限元分析方法以某船厂30万吨级超大油船作为研究对象，进行舷侧结构碰撞模型的建立。分析系统在碰撞期间的能量转换关系和各构件的吸收能量和损伤变形等。同时，分析了工作状况发生变化时舷侧结构的抗碰撞性能的差异，并针对于外部要素的变化讨论了对舷侧结构抗碰撞能力的改变。总结概括提升船舶抗碰撞性能的措施：改变舷侧结构构件的外形尺寸，在舷侧结构内外板之间填充耐撞材料或在舷侧结构外部安装保护装置。前者在仿真时通过改变结构的几何参数实现，后者通过改变组成结构的材料的参数来实现。同时考虑构件位置、填充材料位置等不同给舷侧结构抗碰撞性能的影响，分别展开了具体分析。通过分析船舶碰撞过程，创新改变了舷侧纵桁的结构形式，形成新的结构形式，并对新的舷侧结构建模分析。通过对比碰撞力、变形能、比吸能以及加速度，总结了新的结构形式的优缺点。

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