船舶双层底结构与台形礁石碰撞能量及搁浅阻力分析

提出一套基于双层底油轮搁浅于台型礁石场景下的结构损伤变形非线性机理模型和解析计算方法,并通过数值仿真计算验证该机理模型和解析方法的准确性。在整合双层底板材变形解析计算模型和加强筋变形解析计算模型的基础上,提出的结构变形机理模型能够同时考虑船底板材和加强筋的变形模态。以双层底油轮的一个舱段作为研究对象,使用数值仿真软件LS_DYNA在较大的撞深和礁石倾角变化范围内进行仿真计算,并进行比较。研究结果表明该解析计算模型的总变形能和平均水平搁浅阻力与数值结果吻合得较好,从而验证了机理模型和解析计算方法的可靠性。研究成果可以方便地应用到双层底船舶搁浅场景的结构性能快速预报,以及船舶耐撞性能结构设计中。     

油轮侧撞损伤后剩余极限强度快速预报方法

油轮舷侧的损伤情况与撞击船舶舷侧的球鼻艏形状关系密切,在油轮船体剩余极限强度预报中,不宜简单地将撞击区域完全视为破损失效。针对带球鼻艏船舶撞击油轮舷侧的3种典型碰撞场景,运用塑性力学原理,通过解析方法获得舷侧的具体损伤情况;然后通过解析方法计算得到破损后船体梁的极限强度。极限强度解析计算方法的准确性通过与3种箱型梁极限强度实验值的比较来进行验证。研究结果表明,所提出的方法对船侧损伤情况考虑周全,可以针对油轮船侧遭受带球鼻艏船舶撞击后的剩余极限强度进行快速、准确的预报。     

船舶搁浅研究综述

船舶搁浅事故会引起船体破损、环境污染和人员伤亡等严重后果。本文从船舶搁浅力学、搁浅频率评估和破损船体剩余强度等方面阐述了船舶搁浅领域的研究现状，分析和总结了实船事故调查、试验、数值模拟和简化解析等方法；并对今后的研究提出了建议。     

LNG船舷侧碰撞损伤场景下的极限强度研究

液化天然气(LNG)船的船体极限强度是衡量其安全性及环境适应性的重要指标。LNG船在受到撞击损伤后的安全性,不仅取决于船体结构的剩余极限强度,还取决于其围护系统中的绝缘箱能否在船体损伤状态下承受结构变形所引起的应力载荷。利用有限元数值仿真技术和ABAQUS软件,建立LNG船液舱围护系统以及舱段的有限元模型,模拟LNG船舷侧受撞击场景。在碰撞损伤基础上,对含有液舱围护系统的LNG船舱段开展极限强度研究,获取LNG船舱段结构的极限承载能力。研究发现在船体达到极限强度状态之前,液舱围护系统不会失效。     

船舶碰撞和搁浅后剩余强度可靠性评估

在船舶发生碰和搁浅后,一方面是船体结构承载能力的削弱;另一方面是船舶浮态和外载荷分布的显著变化。基于这样的事实,本文给出了破缶船体外载荷和非对称弯曲极限强度分析方法,比较了基于横剖面模数和基于极限强度的剩余强度衡准,并给出了破损船体结构安全性评估的可行性方法。根据本文提出的方法,对６５０００ｔ散货船在完整状态以及碰撞和搁浅后的船体结构安全性进行了评估,并得了一些有意义的结论。     

船舶搁浅研究综述

船舶搁浅事故会引起船体破损、环境污染和人员伤亡等严重后果.本文从船舶搁浅力学、搁浅频率评估和破损船体剩余强度等方面阐述了船舶搁浅领域的研究现状,分析和总结了实船事故调查、试验、数值模拟和简化解析等方法;并对今后的研究提出了建议.     

船舶搁浅于刚性斜坡数值仿真的模型化技术

显式非线性有限元分析已逐渐成为研究船舶搁浅问题的重要方法,但其模型化技术是实现数值仿真的关键。本文将搁浅船处理为可变形结构,用弹塑性材料模拟并进行整船建模,斜坡处理为刚体,用刚性材料模拟,船舶与斜坡之间定义为主从接触,船艏定义为自接触。通过仿真计算,获得并讨论了搁浅过程中的船体运动情况、搁浅接触力曲线、能量转化及船舶损伤变形情况。算例表明本文的模型化技术可以用于船舶搁浅的仿真计算。     

预报搁浅船舶船体强度的一种简化方法（一）

虽然对搁浅事故造成的破坏后果已有所了解，但可被设计者用来来评估船舶发生搁浅时船体强度的工具却非常少。本文提出了一种发生搁浅事故时预报船底强度的简化方法。船体的结构单元在船舶长度方向呈现周期性布置的特征，因此，船舶搁浅过程产生的船体变形阻力在某种程度上也是呈现纵向周期性的特征。对于船底的主结构单元，本文主要考虑以下四种破坏模式：横向结构的拉伸破坏、船底板的凹陷破坏、撕裂破坏以及蛇腹形撕裂破坏。将用于这些特定破坏模式的计算公式组合起来，建立了预报船底强度的简化方法。对照一系列大尺度搁浅试验结果以及某实际发生的搁浅事故对所提出的简化预报方法加以校核，证明所提出的预测方法是正确的。该方法最具吸引力的地方在于万一发生船舶搁浅事故时能采用这种方法通过手工计算来预报船体的强度。     

船舶搁浅研究的现状与趋势

船舶搁浅会引发船体破损、环境污染和人员伤亡等灾难。本文从船舶搁浅力学、搁浅频率评估和破损船体剩余强度等方面阐述了船舶搁浅领域的研究现状，分析和总结了试验、数值模拟和实船事故调查等方法，并对今后的研究提出了建议和展望。     

基于余度概念的受损船体总纵剩余强度预报

基于作者提出的结构余度概率衡准，并通过对船体构件损伤模型与船体总纵强度可靠性计算模型的讨论，本文建立了一个合理而筒便的受损船体总纵剩余强度预报方法。     

肘板连接的极限强度分析

为比较各种肘板连接的强度特征,本文用非线性有限元方法计算了４种肘板连接的极限强度。计算中考虑了大位移、材料塑性和装配误差等影响。计算结果表明,按照同一规范设计的４种肘板连接对于正常载荷均具有足够的强度,但相对而言,对接连接比搭接连接具有较高的极限强度。     

大开口船波浪载荷长期预报和弯扭强度整船有限元分析

大开口船全船弯扭联合变形与应力的精确计算，必须在整船结构模型上完成。本文以一艘5万吨级大开口船为例，用三维流体动力计算程序进行了波浪随机载荷的长期预报，并在此基础上导出设计波参数组，进而在全船整体结构有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布，并采用嵌入精细舱口角区有限元网络的方法，在整船分析的同时计算出舱口角的应力集中值，获得了船体结构强度的详尽信息。文中阐述了波浪载荷的特点，设计波的确定，浮体完整结构计算的惯性平衡及大开口船的全船计算方法。     

无加筋平板极限强度的简化解析法与规范公式的比较

无加筋板是船舶结构的主要构件之一，船舶结构强度校核的一项重要内容就是校核各平板单元是否具备足够的强度储备。最近几年，作者们采用弹性大挠度理论和刚塑性分析相结合的简化解析方法，曾给出了板和加筋板格在联合载荷作用下的极限强度计算公式，并与部分实验值相比，吻合较好，但没有与目前船级社所采用的规范计算公式作过比较。现作这一比较工作，也包括与有限元分析的比较；同时对以前所开发的简化解析法又作了进一步的改进，文章报道这一改进结果。最后，采用上述三种方法，对影响平板极限强度的几个主要参数进行了研究，结果表明，简化解析法与规范计算公式吻合较好。