隨著極地資源和航線的大力開發(fā),極地船-冰碰撞事故受關(guān)注程度與日俱增。并且極限承載力設(shè)計(jì)法作為衡量船體結(jié)構(gòu)安全性的重要手段之一,能夠?qū)⒉牧咸匦院徒Y(jié)構(gòu)允許塑性變形考慮在內(nèi),得到更加真實(shí)的安全邊界。因此,開展極地船-冰碰撞下船體加筋板極限強(qiáng)度研究很有意義,研究成果能夠提高極地船舶設(shè)計(jì)中船體結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。本文針對極地船-冰碰撞動(dòng)態(tài)過程中,考慮材料特性和凹陷損傷影響的加筋板極限強(qiáng)度開展全面深入的研究。為了準(zhǔn)確地模擬極地船-冰碰撞,本文一方面進(jìn)行了低溫下極地船用鋼動(dòng)力本構(gòu)關(guān)系的試驗(yàn)研究,另一方面進(jìn)行了適用于船-冰碰撞問題研究的海冰本構(gòu)模型二次開發(fā)及驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,提出考慮材料特性的加筋板極限強(qiáng)度計(jì)算方法,分析了不同溫度和加載速率下加筋板極限強(qiáng)度的變化趨勢。并結(jié)合多組典型船-冰碰撞工況下含碰撞凹陷損傷加筋板剩余極限強(qiáng)度的計(jì)算,探究了鋼材低溫、應(yīng)變率效應(yīng)和碰撞凹陷損傷對加筋板極限強(qiáng)度的影響規(guī)律。具體研究內(nèi)容如下:(1)提出具有工程實(shí)用價(jià)值的考慮低溫效應(yīng)EH36鋼動(dòng)力本構(gòu)模型。根據(jù)五種典型溫度下EH36鋼的準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)結(jié)果,擬合了溫度降低對EH36鋼屈服強(qiáng)度影響的關(guān)系式。根據(jù)多組低應(yīng)變率下...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 海冰物理性質(zhì)研究
        1.2.2 鋼材力學(xué)性能研究
        1.2.3 冰區(qū)船舶極限強(qiáng)度研究
    1.3 本文研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 考慮低溫效應(yīng)EH36鋼動(dòng)力本構(gòu)模型研究
    2.1 引言
    2.2 低溫下EH36鋼靜力本構(gòu)模型試驗(yàn)研究
        2.2.1 常溫下EH36鋼準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)研究
        2.2.2 低溫下EH36鋼準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)研究
    2.3 低溫下EH36鋼靜力本構(gòu)模型數(shù)值仿真驗(yàn)證
        2.3.1 EH36鋼靜力本構(gòu)模型仿真驗(yàn)證
        2.3.2 EH36鋼低溫效應(yīng)關(guān)系仿真驗(yàn)證
    2.4 EH36鋼動(dòng)力本構(gòu)模型試驗(yàn)研究
        2.4.1 鋼材動(dòng)力本構(gòu)模型
        2.4.2 試驗(yàn)要求
        2.4.3 試驗(yàn)試件
        2.4.4 試驗(yàn)裝置及原理
        2.4.5 試驗(yàn)結(jié)果及動(dòng)力本構(gòu)關(guān)系
    2.5 EH36鋼動(dòng)力本構(gòu)模型數(shù)值仿真驗(yàn)證
        2.5.1 MTS拉伸試驗(yàn)數(shù)值仿真
        2.5.2 SHPB沖擊試驗(yàn)數(shù)值仿真
    2.6 考慮低溫效應(yīng)EH36鋼動(dòng)力本構(gòu)模型
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于線彈性的多表面失效海冰本構(gòu)模型研究
    3.1 引言
    3.2 海冰本構(gòu)模型研究
        3.2.1 海冰本構(gòu)模型理論研究
        3.2.2 多表面失效海冰本構(gòu)模型
    3.3 多表面失效海冰材料二次開發(fā)
        3.3.1 LS-DYNA理論基礎(chǔ)
        3.3.2 LS-DYNA本構(gòu)算法
        3.3.3 海冰材料的二次開發(fā)
    3.4 多表面失效海冰本構(gòu)模型驗(yàn)證
        3.4.1 球形冰撞擊剛性板仿真驗(yàn)證
        3.4.2 柱形冰撞擊舷側(cè)板架仿真驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 考慮鋼材低溫和應(yīng)變率效應(yīng)的加筋板極限強(qiáng)度研究
    4.1 引言
    4.2 極限強(qiáng)度計(jì)算理論研究
        4.2.1 極限狀態(tài)
        4.2.2 極限強(qiáng)度計(jì)算方法
    4.3 考慮材料特性的加筋板極限強(qiáng)度計(jì)算方法研究
        4.3.1 計(jì)算方法及衡量準(zhǔn)則
        4.3.2 有限元仿真驗(yàn)證
    4.4 低溫和應(yīng)變率對加筋板極限強(qiáng)度影響研究
        4.4.1 有限元模型和邊界條件
        4.4.2 計(jì)算結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 考慮船-冰碰撞凹陷損傷的加筋板極限強(qiáng)度研究
    5.1 引言
    5.2 規(guī)范內(nèi)極限強(qiáng)度計(jì)算模型研究
        5.2.1 IACS規(guī)范中極限強(qiáng)度計(jì)算模型
        5.2.2 NK規(guī)范中極限強(qiáng)度計(jì)算模型
    5.3 船-冰碰撞凹陷損傷對加筋板極限強(qiáng)度影響研究
        5.3.1 基于船-冰碰撞的加筋板剩余極限強(qiáng)度計(jì)算方法
        5.3.2 有限元模型
        5.3.3 邊界條件
        5.3.4 場景模擬
        5.3.5 計(jì)算結(jié)果分析
    5.4 船-冰多次碰撞下加筋板剩余極限強(qiáng)度研究
        5.4.1 場景模擬
        5.4.2 計(jì)算結(jié)果分析
    5.5 極地船-冰碰撞下加筋板極限強(qiáng)度計(jì)算模型研究
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利
致謝



本文編號(hào)：4001181