文档介绍
| 随着水运事业的不断发展，航道等级的逐步提高，过往船只日益增多，船舶与浮标发生碰撞的概率也随之增大，而碰撞往往会造成浮标结构的破损，甚至沉标，如不及时打捞，将对船舶安全航行形成新的威胁。因此，通过模拟船舶与不同结构形式的浮标进行不同位置的碰撞，研究探讨浮标结构的优化设计，以降低船舶与浮标碰撞造成的损失，保障船舶的顺利通航。本文首先对浮标的结构形式及其材料发展进行了比较全面的概述。随着材料科学的飞速发展，给浮标在抗沉抗撞性及耐久性方面的提高奠定了坚实的基础。并对国内外研究船舶与各种结构物进行碰撞的动力分析进行了简要的综述，发现国内外对船舶与浮标的碰撞数值仿真研究较少，所以本文对船舶与浮标碰撞进行数值仿真研究，为浮标设计提供参考，研究探讨性能优越的新型浮标。其次，基于ANSYS/LS-DYNA的船舶与浮标碰撞的数值仿真研究，通过AutoCAD对万吨级集装箱船与HF1.8-D1浮标分别进行建模，然后导入在ANSYS/LS-DYNA中，设置材料本构模型参数，进行网格划分、确定接触类型及边界约束条件，同时采用附加质量模型来考虑流体对船舶与浮标运动的影响。并对全钢质浮标与玻璃钢浮标两种类型的浮标，通过撞击不同部位来研究和分析浮标的碰撞损伤。最后对船舶与浮标碰撞的数值仿真结果进行分析，得出了船舶撞击浮标下部产生的应力应变值较撞击浮标上部的应力应变值要大得多及玻璃钢浮标对碰撞的承受能力较强；加劲肋对应力扩散有约束作用但不明显；在碰撞仿真过程中，尾管和主体连接处及肋板产生较大的应力等重要结论。同时对浮标标体设计提出了改变浮标主体的外部形状及对浮标内部结构、尾管和肋板连接处进行加固处理等改进措施及建议，以提高浮标的抗撞性能和使用寿命。 |
文档标签:
机械设计
