資源描述：
《基于物理模型試驗的船冰碰撞損傷辨識研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、基于物理模型試驗的船冰碰撞損傷辨識研究Studyondamageidentificationofship-iceimpactbasedonmodeltest工程領域：船舶與海洋工程作者姓名：郭曉輝指導教師：黃焱教授企業(yè)導師：張曉高級工程師天津大學建筑工程學院2017年11月摘要船-冰碰撞是極地船舶船體外板強度設計中的控制載荷情形。為了滿足極地船型要求的抗冰等級和與之相匹配的船體結構強度，基于規(guī)范設計往往是極地船舶結構設計的主要方法。然而，現(xiàn)行極地船級規(guī)范中對于船-冰碰撞載荷的描述僅以作用在特定區(qū)域上的靜態(tài)均布壓力來
2、表征，缺乏對船-冰碰撞載荷非線性時空演變過程的刻畫。為了細致探究船-冰碰撞過程中的載荷變化特征以及在非線性載荷作用下的船體結構損傷行為，本文采用模型試驗與數(shù)值模擬相結合的手段，對船-冰碰撞過程進行了詳細的研究。本文首先以某極地船舶為原型在冰水池中開展船-冰碰撞模型試驗，并分別對試驗操作方法、船-冰撞擊位置、浮冰質量與邊緣尺寸進行率定。同時，依據(jù)對船-冰碰撞過程的解析，針對試驗模擬提出了5項檢驗準則，即過程完整性、過程合理性、測試連續(xù)性、分析示蹤性以及評估結果應用性，最終確定了船-冰碰撞試驗的標準試驗方法和碰撞載荷分
3、析流程。然后，在進行多組次試驗的基礎上，根據(jù)試驗結果分析了船-冰碰撞載荷的時空演變歷程。最終，根據(jù)試驗得到的船-冰碰撞載荷非線性特征，建立了與之相吻合的概化冰力函數(shù)，并將其作為后續(xù)船體損傷行為數(shù)值模擬的載荷輸入。在此基礎上，采用非線性有限元數(shù)值分析方法，即通過ANSYS建立船體局部板梁結構模型，并考慮材料非線性，研究分析了基于非線性概化冰力函數(shù)的碰撞載荷對船首外板結構帶來的損傷，并與基于規(guī)范靜態(tài)均布載荷的靜力分析結果進行了對比。關鍵詞：極地船舶，模型試驗，數(shù)值模擬，冰力函數(shù)，損傷IABSTRACTShip-icei
4、mpacthasbeenthegoverningdesignscenarioforthedimensioningofthebowstructureforpolarclassedships.Tomeettherequirementsoficebreakingcapacityandhullstructuralstrength,rule-baseddesignisthemainprocedureinthestructuraldesignofapolarship.However,thecurrentrule-basedan
5、alysisoftheiceimpactloadisachievedthroughtheintroductionofauniformpressureappliedtothehullsurface.Thisuniformpressureapproachdoesnotaccountforthenon-linearspatialandtemporalvariationsobservedinthepublishediceloadmeasurements.Thispaperaimstoinvestigatethenon-li
6、nearvariationoftheiceloadduringship-iceimpactandstudythedamagebehavioroftheshipstructurebymodeltestingandnumericalsimulation.Firstly,aseriesofmodeltestswereperformedintheicetankofTianjinUniversitytoinvestigatetheinfluencesofseveralfactorsontheimpactload,suchas
7、thetestingmethod,theimpactlocation,themassoftheicefloe,andtheshapeofthefloe'sedge.Onthebasisofathoroughunderstandingoftheship-iceimpactprocess,thepresentstudyproposedfiveprinciplesforthemodeltestingofship-iceimpact,andestablishedthestandardtestingmethodanddata
8、processingprocedure.Basedonthepresenttests,thespatialandtemporalvariationsoftheimpactloadwereanalyzedindetail.Accordingtothederivednonlinearcharacteristicsoftheimpactload,asimplifi
