船舶加筋板结构耐撞性能分析.pdf

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1、第6卷第3期中国舰船研究V01．6No．3兰Q!!竺鱼旦璺蔓i璺!塑』竺竺婴堂堂璺坐巳垦!!塑竺堕』竺里：垫!!doi：10．3969／j．issn．1673—3185．2011．03．004船舶加筋板结构耐撞性能分析庄科挺刘敬喜刘元丹颜丰华中科技大学船舶与海洋工程学院．湖北武汉430074摘要：提出计及摩擦力影响后船舶舷侧加筋板耐撞性能分析的一种简化分析方法，详细讨论了球鼻艏撞击作用下舷侧加筋板的渐进破坏过程，给}H了相应的撞击力一撞深曲线和吸收能量一撞深曲线。通过与已有试验结果的比较表明．该简化分析方法能对船舶舷侧加筋板结构的耐撞性能做出合理预报，从而可用于设计阶段评估船体舷侧结构的

2、耐撞性能。关键词：船舶碰撞；加筋板；摩擦力；结构耐撞性中图分类号：U661．43文献标志码：A文章编号：1673—3185(2011)03一16—05AnalysisontheCrashworthinessBehaviorofShipStiffenedPlateZhuangKe-ringLiuJing-xiLiuYuan-danYah屁昭CollegeofNavalArchitectureandOceanEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，ChinaAbstract：Asimplifiedana

3、lysismethodwhichtakesintoaccounttheinfluenceoffrictionisproposedtoevaluatethecrashworthinessbehaviorofstiffenedsideplatesofship．TheprogressivecoHapsebehaviorofthestiffenedsideplatescollidedbyabulbousbowaredescribed．Thecurvesofcollisionforce-penetrationdepthandenergyabsorption—-penetrationdepthare

4、presentedfortheplatesandcompared访tlltheexistingexperimentalresults．Theresultsshowthatsimplifiedanalysismethodcanwellpredictthestiffenedsideplates．Themethodcanbeappliedtoevaluatethecrashworthinessbehaviorofthesidestructureinshipdesign．Keywords：shipcollision；stiffenedplates；friction；structurecrashw

5、orthiness1引言近年来．船舶碰撞问题愈来愈受到广大研究人员的关注。McDermott等【-J较早针对船舶碰撞进行了简化分析方法的研究．他们将纵骨架式船舶舷侧构架视为一系列独立的多跨梁结构．详细讨论了倾斜船首撞击下舷侧结构的碰撞损伤。从上世纪90年代起．船舶碰撞简化分析方法的研究取得了较快的发展。Ohtsubo等[2J提出了球鼻艏撞击双层舷侧结构的简化分析方法．Suzuki等[，]给出了倾斜船首撞击双层舷侧结构的简化分析方法．宗小建等【t】对单壳船舷侧结构的碰撞能量吸收进行了详细的探讨。最近，刘敬喜等[5--6]对单壳以及双壳船舶舷侧结构的耐撞性能进行了较为详细的分析，提出了一种评

6、估船体结构中基本构件梁、板耐撞性能的新的简化分析方法．并在此基础上详细论述了舷侧结构碰撞损伤的总体破坏模式及其渐进破坏过程．给出了渐进破坏过程中碰撞能量的计算方法。本文在部分文献[s]的基础上对球鼻艏撞击作用下船舶加筋板结构的耐撞性能作了进一步的探讨．采用相关文献[7J提出的圆板耐撞性的分析方法．将其应用于计及摩擦力影响后梁和板的耐撞性计算，通过与已开展的试验结果【8J的比较表明．两者吻合较好，表明该简化分析方法能对船舶加筋板结构的耐撞性做出合理的预报．从而可应用收稿日期：2010—10—12基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(Q200903)作者简介：庄科挺(1987一)，男

7、，硕士研究生。研究方向：船舶结构力学。E．mail：hustzkt@163．com刘敬喜(1975一)，男，博士，副教授。研究方向：船舶与海洋工程结构动力学。第3期庄科挺等：船舶加筋板结构耐撞性能分析17于设计阶段船舶结构耐撞性能的评估。计及摩擦力影响后的分析结论恰好一致。2球形撞头作用下刚塑性船舶板的有限变形分析球形撞头作用下船舶板的模型试验以及有限元分析结果表明[8=93：在发生断裂破坏前．船舶板的变形基本上处于轴对称的工作状态