船体壳板撞击破裂后撕裂特征试验和数值模拟研究

作     者：张敏 张祥 赵延杰 张伦平 ZHANG Min;ZHANG Xiang;ZHAO Yan-jie;ZHANG Lun-ping

作者机构：武汉轻工大学机械工程学院武汉430048 中交二航局第一工程有限公司武汉430012 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 国防科技工业海洋防务技术创新中心江苏无锡214082 

出 版 物：《船舶力学》 (Journal of Ship Mechanics)

年 卷 期：2022年第26卷第8期

页      面：1171-1179页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：船舶和海洋水动力湖北省重点实验室开放课题(20200001) 国家自然科学基金面上项目(51579110) 

主　　题：船舶碰撞 船体壳板 面外撕裂 模型试验 数值模拟 

摘      要：为了研究船体壳板撞击破裂后的撕裂特征,开展了变截面撞头准静态压载船体壳板的模型试验和数值模拟。试验记录了壳板变形、破裂和撕裂过程的损伤模式及其完整损伤过程的撞击力-撞深曲线。通过拉伸试验校核,提出了模拟壳板初始破裂和撕裂失效的数值模拟方法。试验和数值模拟结果的对比分析表明:所提数值模拟方法能准确模拟壳板的完整损伤过程;壳板撕裂失效是由裂纹尖端的拉伸作用引起的,且撕裂过程的撞击力与裂纹数目无关;壳板撕裂过程的弯曲和拉伸作用所吸收的能量较大。本文研究工作对船体结构的耐撞性准确评估具有一定指导作用。