船舶搁浅后剩余强度分析研究

摘要

航运业在全球经济发展中起着越来越重要的支撑作用。但与此同时，海上事故也在随之增加，其中油船搁浅不仅会导致船体结构破损，还会引起油品泄露，甚至可能由于剩余强度不足导致沉船事故。因此，无论从安全、经济还是环境保护各方面来看，研究船舶搁浅后以及船体破损后的剩余强度都具有重要的意义。目前研究船舶搁浅主要采用数值分析方法，以往搁浅研究均根据规范假设作为船舶破损模型，本文采用ANSYS/LS-DYNA详细地、系统地模拟了较多的搁浅工况，并校核了典型破损状态下的船舶剩余强度。
　　本研究主要内容包括：⑴阐述了国内外搁浅研究现状、校核油船剩余强度的几种评估指标。⑵使用非线性有限元法来模拟油船搁浅，选择了附加水质量法来考虑水的影响，用等效船体梁法来简化模型。船体选择塑性动态模型，并考虑应变率的影响。礁石采用刚体来模拟。⑶定义了船舶速度、纵倾角、礁石大小、深度、形状等参数，组合了240种不同搁浅工况，计算了每种工况下船底搁浅后的破损长度、宽度以及深度，统计出概率最大的破损范围并与ABS、DNV等船级社规范中油船搁浅的破损假设进行对比。⑷选取典型的破损模型，计算船舶搁浅后的浮态，载荷。采用了基于极限强度和载荷的评估指标来衡量油船搁浅后剩余强度，并总结出具有一定指导意义的一般性结论。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 本章小结

2 搁浅损伤及有限元基本理论

2.1 搁浅损伤基本理论

2.2 非线性有限元理论

2.3 本章小结

3 有限元建模及搁浅的模拟

3.1 三种建模的方法

3.2 模型概述

3.3 有限元前处理

3.4 本章小结

4 搁浅仿真结果及分析

4.1 速度时程曲线

4.2 搁浅力时程曲线

4.3 能量时程曲线

4.4 损伤变形图

4.4 等效应力云图

4.5 模拟结果统计

4.6 本章小结

5 船舶破损后浮态和载荷计算

5.1 概述

5.2 实船浮态计算

5.3 破损载荷计算

5.4 本章小结

6 船体剩余强度分析评估

6.1 剩余强度指标

6.2 规范设计载荷

6.3 极限弯矩

6.4 剩余强度评估

6.5 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢