中型邮轮玻璃幕墙波浪砰击载荷研究

摘要

针对中型邮轮船首玻璃幕墙在波浪砰击下的结构响应进行研究.采用Mie-Grüneisen状态方程描述流体,通过耦合拉格朗日-欧拉方法(CEL)对波浪砰击流固耦合问题进行分析,确定了幕墙结构在砰击载荷下的薄弱环节.分析了波浪砰击幕墙过程中水体、结构的变形特性,确定水体相对结构的砰击速度、砰击角度及水体厚度对结构响应的影响,并采用Cowper-Symonds幂律硬化模型探究了高速砰击下材料应变率硬化效应对结构响应的影响.研究表明:砰击速度和角度是导致幕墙结构大变形的最主要因素,在砰击流体较厚的情况下,结构最大位移随砰击速度增大近似呈指数递增;在低砰击速度下,水体厚度影响并不明显,但随着砰击速度增大,结构最大变形随水体厚度增大近似呈线性递增趋势;在波浪砰击下,应变率硬化效应并不显著.论文的研究对指导中型邮轮玻璃幕墙外形设计及有效的防砰击装置设计具有重要意义.