Shengming Zhang[16]以一个一般的刚体运动为例,对船舶在运动过程中的能量耗散进行了分析研究。这种研究方法认为船舶是刚体,船舶运动为刚体的运动。外界的附连水的质量也认为是不会变化的。所以这样得到的计算结果与实际的差别其实很大。文献综述
(2)数值法是指将船舶的碰撞系统运动方程简化为一个初值问题来对它进行时步的积分。在数值法领域,Peetsresl分析了二维情况下的船舶碰撞过程中的运动方程[17][18],因为船舶发生碰撞时变形基本都集中在碰撞点附近的区域,其他部分则作刚性处理。发生碰撞时,流体载荷和碰撞载荷同时作用于船体,假设碰撞力为船舶碰撞过程中位移的函数,流体动力采用切片法来计算。梁文娟考虑了碰撞区域的结构变形的三维特性和船体的六自由度运动[19],将Petersne的二维方法推广到了三维。
1。3。2 内部碰撞力学
船舶碰撞内部动力学是指研究船舶碰撞过程中的受力、损伤变形以及能量吸收。其研究方法大致分为四种:统计分析方法、简化解析方法、试验方法和有限元数值仿真方法。
(1)统计分析方法是指,在查阅大量的相关资料,以确定研究的相关数据,利用线性回归得出一套经验公式用于船舶碰撞的相关计算。但是这些公式缺乏准确性,因为其在简化的过程中忽略了很多因素。
(2)简化解析方法是以塑性力学中的一些重要理论和假设为基础展开的[20-23],这些假设和理论来自于对试验研究的观察分析。
(3)试验法[24]分为实船碰撞和船舶模型碰撞,实船碰撞虽然十分精准但是成本过于昂贵,并且难于模拟碰撞过程中复杂的变形和受力,船舶模型的试验其相似准则难于控制。
(4)有限元数值仿真方法[25]
近些年来计算机硬件水平不断提高,数值仿真计算的方法有所改进,有限元数值仿真方法用于研究结构的碰撞响应。1992年Lenselikn利用MSC。DNYA对船舶碰撞过程进行了数值仿真研究,是利用数值仿真方法研究船舶碰撞的第一人。研究过程中不仅计算了碰撞区域构件的碰撞力与损伤变形,而且还对外部机理进行了一定的分析与计算,对碰撞现象的模拟较为真实,比实船或者模型的试验更加可信,所以有限元数值仿真方法目前成为结构碰撞响应分析的一个重要工具。
1。4 本文主要研究内容
本文以159,000DWT超大型油船舷侧结构为研究对象,基于全耦合分析技术分析了其在碰撞过程中的损伤变形机理和能量吸收机制,并系统讨论了撞击参数对舷侧结构碰撞性能的影响规律。主要研究内容如下: 来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-
(1)总结归纳了船舶碰撞研究的国内外研究现状及研究方法;
(2)详细介绍了船舶碰撞的全耦合分析方法,确定典型的碰撞场景,计算分析了被撞船体舷侧结构的碰撞性能,详细讨论了碰撞过程中的损伤变形、碰撞力及能量吸收情况;
(3)通过改变撞击船的初速度、撞击角度及撞击位置等撞击参数,系统讨论这三种参数对被撞船舷侧结构碰撞性能的影响规律。
第二章 船舶碰撞数值仿真基本理论与全耦合分析技术
2。1 引言
数值仿真方法是船舶碰撞问题在研究的过程中产生的既准确又方便的研究方法。数值仿真技术是将被研究的船体结构划分成很多细小的单元,并对这些单元赋予一定的材料属性、通过定义各个结构之间的接触算法、边界条件等等,尽可能精确地模拟碰撞发生的场景,通过计算机的计算和分析模拟碰撞发生的过程,并对计算的结果进行对比分析的一种依赖于计算机计算软件的现代化处理技术。