沖擊載荷作用下船體結構的非線性動力響應分析.pdf

1、在導管架下水過程中,導管架下水后,下水駁船搖臂翻轉復位與船體尾部發(fā)生碰撞瞬間,船體結構在很短的時間內受到巨大的沖擊載荷作用,從而導致碰撞區(qū)構件可能迅速超越彈性階段而進入塑性流動狀態(tài),并可能出現(xiàn)屈曲、撕裂等各種形式的破壞或失效。因此,開展搖臂與船體結構碰撞問題的非線性動態(tài)響應過程的研究是十分必要的。
　　 值得注意的是,搖臂與駁船尾部的碰撞是繞定軸轉動的碰撞問題,根據(jù)搖臂轉軸位置的確立,碰撞區(qū)域極有可能發(fā)生在橫縱艙壁的交接處,這與

2、一般板梁碰撞接觸區(qū)域明顯不同。
　　 針對上述問題,本文采用非線性有限元技術,探討了大型下水駁船尾部搖臂對船尾結構的沖擊動力響應問題。利用非線性動力分析軟件ANSYS／LS-DYNA,針對國內最大3萬噸導管架下水駁船搖臂在完成一萬噸級導管架下水后對甲板沖擊問題進行了動態(tài)時域計算,重點分析船體結構在諸如下水駁船尾部搖臂對船尾結構的沖擊這類繞定軸轉動的質量載荷沖擊問題數(shù)值模擬的關鍵問題。例如,單元公式,高斯積分點,沙漏控制,材料模型

3、等；討論了材料應變率敏感性、失效應變、網(wǎng)格大小對計算結果的影響,確定了適合此類問題的數(shù)值模型。繼而,計算了搖臂在不同初始角速度下對船體尾部沖擊的動力響應,包括應力應變、變形損傷、能量轉化和碰撞力的變化情況,并得出相關關系曲線。
　　 通過對下水駁船尾部搖臂對船尾結構的沖擊問題的數(shù)值計算和分析,本文研究了船體結構在諸如這類繞定軸轉動的質量載荷沖擊下的彈塑性變形的動態(tài)力學過程,對此類問題的簡化計算模型及實際工程中搖臂回轉的極限速度的