检索结果-南通市图书馆

基于幂律分布的浮冰生成方法及船-冰碰撞分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动与冲击 2022年第2期41卷 169-176页

作者：石原赫刘昆俞同强王加夏上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003

随着北极冰川的不断融化扩散,极地航行船舶与浮冰的碰撞不可避免,而浮冰分布变化是影响船-冰碰撞的重要因素之一。目前对于浮冰分布的研究多是基于图像数据识别,在模拟计算中多简化为规则方形冰块,这与实际浮冰分布与形状有着明显区别... 详细信息

随着北极冰川的不断融化扩散,极地航行船舶与浮冰的碰撞不可避免,而浮冰分布变化是影响船-冰碰撞的重要因素之一。目前对于浮冰分布的研究多是基于图像数据识别,在模拟计算中多简化为规则方形冰块,这与实际浮冰分布与形状有着明显区别。为此,基于幂律分布理论与浮冰形状特征在ANSYS/LS-DYNA软件中编写子程序生成浮冰场,以此为基础,基于环境边界的流-固耦合法,建立极地航行船舶、浮冰场与流场耦合模型,解决船舶与浮冰漂浮问题,进而开展船-冰碰撞数值仿真计算,得到碰撞过程中浮冰的运动情况、船-冰碰撞载荷、船体损伤变形及各构件的吸能等参数,全面分析了船舶与浮冰多次、连续碰撞过程中的耦合作用规律。本文研究成果可为极地航行船舶安全性设计提供参考。

关键词：船-冰碰撞浮冰概率分布流体-结构耦合法数值模拟

艉部先行模式下的船-冰碰撞载荷模型试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国造船 2021年第2期62卷 106-118页

作者：孙剑桥黄焱天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学港口与海洋工程天津市重点实验室天津300350

双向航行极地船舶带来了艉部先行的全新冰区航行模式,然而现行冰级规范中针对艉部区域的设计冰载荷及结构加强水平仍存在着较大的分歧。以我国双向破冰极地科考船雪龙2号为原型开展冰水池物理模型试验,对艉部先行模式下船尾与巨型浮冰... 详细信息

双向航行极地船舶带来了艉部先行的全新冰区航行模式,然而现行冰级规范中针对艉部区域的设计冰载荷及结构加强水平仍存在着较大的分歧。以我国双向破冰极地科考船雪龙2号为原型开展冰水池物理模型试验,对艉部先行模式下船尾与巨型浮冰的碰撞进行模拟。在碰撞过程中船体冰载荷由粘贴在船尾表面的触觉传感器测得。通过艉部碰撞载荷测试数据,建立了以船体区域因子为基础的艉部区设计载荷评估依据。通过对不同超越概率下艉部区域因子的考察,最终推荐IACS或DNV的建议值,用于双向航行极地船舶的艉部区结构强度设计。针对不同冰级规范艉部区域因子取值的差异,通过讨论设计极限状态与冰条件之间的对应,指出区域因子与极限状态的潜在关联。

关键词：艉部先行船-冰碰撞冰载荷模型试验区域因子

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

船-冰碰撞下冰材料有限元数值方法研究进展

船舶力学 2021年第8期25卷 1116-1126页

作者：蔡伟朱凌毕璐泽高性能船舶技术教育部重点实验室(武汉理工大学) 武汉430063 武汉理工大学交通学院武汉430063 高新船舶与深海开发装备协同创新中心武汉430063

浮冰碰撞下极地船舶结构响应研究是当今的热点话题。由于冰体是一种包含着固体冰、卤水、气体以及杂质等较为复杂的天然复合材料,其力学性质受盐分、杂质等成分含量,以及温度、应变率和形成年份等因素影响较大,开发准确有效的冰体材料... 详细信息

浮冰碰撞下极地船舶结构响应研究是当今的热点话题。由于冰体是一种包含着固体冰、卤水、气体以及杂质等较为复杂的天然复合材料,其力学性质受盐分、杂质等成分含量,以及温度、应变率和形成年份等因素影响较大,开发准确有效的冰体材料本构模型以及有限元数值模拟方法是船-冰相互作用研究的关键难点问题。本文总结了几种常见的冰体有限元数值材料模型,如各向同性弹性失效材料模型、弹塑性材料模型、损伤材料模型以及可压碎泡沫型材料模型等;此外,选取了三种模型实验工况,开展了与实验场景相对应的不同冰材料模型下有限元数值模拟,对比分析了各自冰材料模型的特点以及应用局限;最后,总结了用于船-冰碰撞数值模拟的冰材料模型准确性和可行性评估方法,以便给今后所开发的冰材料数值模型提供验证手段。

关键词：船-冰碰撞冰材料数值模型有限元

基于模型试验的船-冰碰撞载荷空间分布演变历程研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动与冲击 2021年第5期40卷 16-23页

针对船-冰碰撞载荷空间分布的演变历程,通过一系列的冰水池模型试验,分别从"整体"与"局部"的角度,对船-冰碰撞载荷沿船体表面的空间移动轨迹,及局部冰压力空间分布形态随时间的变化过程进行了研究。结果表明:船-冰碰撞过程中的冰载荷沿... 详细信息

针对船-冰碰撞载荷空间分布的演变历程,通过一系列的冰水池模型试验,分别从"整体"与"局部"的角度,对船-冰碰撞载荷沿船体表面的空间移动轨迹,及局部冰压力空间分布形态随时间的变化过程进行了研究。结果表明:船-冰碰撞过程中的冰载荷沿船体外板的整体作用呈现出近抛物线的轨迹;同时,冰压力的局部空间分布也呈现出与冰载荷时程曲线中"峰-谷"循环波动特征相对应的"单-双"高压力区周期性的动态演变过程,极端冰载荷只存在于"单高压力区"型的局部空间分布形态下。基于多个载荷板对船-冰接触轨迹进行覆盖的理念,提出一种移动冰载荷的构建方法。相邻载荷板之间的载荷时程存在重叠以更好地模拟载荷的空间"移动",而各载荷板上的非均布冰压力则通过高斯函数进行拟合。

关键词：船-冰碰撞冰载荷空间分布模型试验

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

船-冰碰撞载荷时间历程的模型试验研究

振动与冲击 2019年第4期38卷 7-14页

作者：黄焱马高强孙剑桥天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350

船-冰碰撞载荷是极地船舶船体外板结构强度的设计载荷,但目前的极地船级规范中尚未涉及船-冰碰撞载荷的时变特征。以我国新一代极地科考船为原型开展室内冰水池物理模型试验,对船首与浮冰的碰撞过程进行模拟;试验测试以主拖车拖曳船模... 详细信息

船-冰碰撞载荷是极地船舶船体外板结构强度的设计载荷,但目前的极地船级规范中尚未涉及船-冰碰撞载荷的时变特征。以我国新一代极地科考船为原型开展室内冰水池物理模型试验,对船首与浮冰的碰撞过程进行模拟;试验测试以主拖车拖曳船模撞击浮冰的方式进行,碰撞过程中船体所受冰载荷由布置在船首表面的触觉传感器测得。试验发现:船-冰碰撞过程中的整体冰载荷沿船体外板的作用呈现出近抛物线的轨迹,同时,载荷经历了先上升、后下降的完整过程,最大载荷作用时刻出现在冰体最大下压弯曲变形时刻;此外,最大载荷出现的水平位置集中在1/4船宽附近,相应局部碰撞载荷的时程曲线特征以‘单峰’型形态为主。

关键词：船-冰碰撞冰载荷时间历程模型试验触觉传感器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

CFRP加固极地船-冰碰撞结构响应研究

CFRP加固极地船-冰碰撞结构响应研究

作者：倪海祥江苏科技大学

学位级别：硕士

极地丰富的能源储备致使极地的商业航线迎来快速发展,各国争相进军极地,极地地区船-冰碰撞事故日益成为关注的焦点,为使船体舷侧在受到海冰冲击时,具有更好的抗撞性能,本文采用CFRP对船体舷侧进行加固,展开CFRP加固后的船舶与冰碰撞下... 详细信息

极地丰富的能源储备致使极地的商业航线迎来快速发展,各国争相进军极地,极地地区船-冰碰撞事故日益成为关注的焦点,为使船体舷侧在受到海冰冲击时,具有更好的抗撞性能,本文采用CFRP对船体舷侧进行加固,展开CFRP加固后的船舶与冰碰撞下的结构响应研究,成果能够提高极地船舶设计中船体结构的安全性和经济效益。本文针对极地船-冰碰撞的动态响应过程,考虑材料特性对船体的凹陷损伤以及海冰的损伤变形展开全面的深入研究,为了较为准确地模拟极地地区船-冰碰撞的真实场景和整个过程,本文分别从钢的低温动力本构关系、胶层的本构模型以及损伤判据和CFRP的本构模型以及损伤判据三个方面进行研究,建立了适用于碰撞场景的有限元模型,并在此基础上,将CFRP层合板粘贴在船体加筋板构件上,用于船体舷侧的加固,分析CFRP层合板加固加筋板抗撞击性能的提升效果,进一步地,将CFRP层合板应用于船体舱段的舷侧加固,并结合多组典型船-冰碰撞工况,分析CFRP层合板在不同碰撞载荷下,对船体舷侧结构抗撞击性能的提升效果,具体的研究内容如下:（1）利用二次开发技术,结合三维Hashin损伤判据,编译了Vumat子程序,建立了CFRP层合板的碰撞模型,对CFRP层合板的材料属性对结构响应敏感性分析;在不同温度下以不同初始动能的撞击CFRP层合板,发现温度降低后,CFRP层合板的结构强度和抗撞击性能降低,随着载荷的增大,温度的影响越明显。（2）基于动静载荷下的两组试验结果,分别验证分析了胶层内聚力单元采用基于能量的损伤初始判据下的线性退化和指数退化以及基于位移的损伤判据下的线性退化和指数退化四种损伤演化方式的适用性;建立冲头撞击CFRP加固加筋板的碰撞模型,研究不同材料属性的变化下胶层的碰撞响应,对CFRP各个材料参数进行敏感性分析。（3）研究冰体碰撞CFRP加固加筋板的结构响应,通过对比不同海冰本构模型,选择出合适的本构模型,进行低温下EH36钢的力学性能试验,研究低温以及应变率效应对EH36钢的影响,基于EH36钢的低温试验,对海冰撞击CFRP加固加筋板进行碰撞响应研究,总结出了板厚对CFRP层合板抗撞性能的影响关系。（4）基于CFRP加固加筋板在抗撞击性能上的优越表现,进一步地应用于船体舱段的加固,以极地某油船为例,分别考虑不同浮冰厚度、不同碰撞速度和不同物理性质的浮冰碰撞CFRP加固船体舱段,设计了三种碰撞方案,分别从损伤云图、碰撞力、凹陷变形和能量四个方面进行分析。

关键词： CFRP 船-冰碰撞本构模型损伤判据碰撞响应

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

船-冰碰撞的模型试验方法研究

中国造船 2018年第3期59卷 46-59页

作者：黄焱郭晓辉孙剑桥天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350

为揭示船-冰碰撞过程中冰载荷的时空演变历程,对模型试验方法进行探索和研究。在对船-冰碰撞过程与相关规范技术背景进行分析的基础上采用触觉式压力传感系统,实现了对船-冰碰撞载荷的辨识、整体作用轨迹的勾勒,及载荷局部空间分布与时... 详细信息

为揭示船-冰碰撞过程中冰载荷的时空演变历程,对模型试验方法进行探索和研究。在对船-冰碰撞过程与相关规范技术背景进行分析的基础上采用触觉式压力传感系统,实现了对船-冰碰撞载荷的辨识、整体作用轨迹的勾勒,及载荷局部空间分布与时间历程特征的提取。然后通过对试验参数的逐级率定,形成了完备的船-冰碰撞模型试验方法。试验数据表明,在船-冰碰撞的冰水池模拟中,宜采用船体固定拖曳撞击自由漂浮冰体的模拟方式,撞击位置宜设定在船体的首柱附近区域,浮冰质量至少为1.5倍的船体排水量,浮冰边缘角度以90°为宜。论文提出的局部载荷空间分布与时间历程特征的测试与提取方法可为今后船-冰碰撞载荷时空演变规律的深入认识提供参考。

关键词：船-冰碰撞冰载荷模型试验触觉传感器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

水介质对船冰碰撞结构响应的影响

船舶工程 2019年第7期41卷 12-15,22页

作者：张健王甫超刘海冬王颖凯江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003 浙江大华技术股份有限公司杭州310000 上海外高桥造船有限公司上海200137

以极地运输船的艏部作为研究对象,建立基于流固耦合算法的船-水-冰耦合技术,对三维船首与冰体碰撞的结构响应进行研究,结合非线性有限元软件LS-DYNA对比分析考虑流固耦合(即有水介质)的船-水-冰碰撞模型和不考虑流固耦合(即无水介质)的... 详细信息

以极地运输船的艏部作为研究对象,建立基于流固耦合算法的船-水-冰耦合技术,对三维船首与冰体碰撞的结构响应进行研究,结合非线性有限元软件LS-DYNA对比分析考虑流固耦合(即有水介质)的船-水-冰碰撞模型和不考虑流固耦合(即无水介质)的船-冰碰撞模型与同质量不同速度的冰体发生碰撞下的结构响应,揭示不同碰撞工况下船舶在损伤变形、碰撞力、速度等方面的变化特征及差异,同时阐述水介质在船冰碰撞中的作用,可为极地运输船舶的抗冲击结构设计提供参考。

关键词：水介质船-冰碰撞流固耦合结构响应

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

船-冰碰撞载荷下3种舷侧结构耐撞性分析

中国航海 2017年第1期40卷 32-36页

作者：苏巍庄元赵晓博郑元洲甘浪雄武汉理工大学航运学院武汉430063 内河航运技术湖北省重点实验室武汉430063 南京海事局南京210000

为探究船-冰碰撞载荷下横骨架式和纵骨架式2种船体结构的耐撞性能,利用MSC/PATRAN软件建立油船及冰体有限元模型,运用非线性有限元软件Dytran对船中舷侧结构与冰体棱角发生碰撞进行仿真。通过2种舷侧结构的船体与冰体碰撞,对比不同船体... 详细信息

为探究船-冰碰撞载荷下横骨架式和纵骨架式2种船体结构的耐撞性能,利用MSC/PATRAN软件建立油船及冰体有限元模型,运用非线性有限元软件Dytran对船中舷侧结构与冰体棱角发生碰撞进行仿真。通过2种舷侧结构的船体与冰体碰撞,对比不同船体结构的损伤变形、碰撞力和能量吸收的差异,探究各种船体结构的优劣性。利用不同船体结构的优劣性能对现有的2种船体舷侧结构进行改进,合理布置横骨材、纵骨材的数量及尺度,在船舶总质量改变不大的前提下,采用优化混合骨架设计结构方法提高舷侧结构的耐撞性能。计算结果表明,该方案对冰区船舶结构加强具有重要的参考意义,可为提高冰区船舶耐撞性设计提供建议。

关键词：船舶工程船-冰碰撞数值仿真舷侧结构耐撞性能