【正文】 但是，通過使用商業(yè)軟件，IRS可以計算板的永久變形/殼的砰擊壓力負荷以及軸向負載。屈服應力被看作390 MPa和E =206000MPa其結(jié)果是在表5所示。?由于沖擊載荷可永久設置，?總永久定著底部砰擊，=（b/ 100 + ）/ 2 ，?總永久定著底部砰擊那里沒有顯著壓應力，= （b/ 75 + ）/ 2 ，?由于焊接和制造的初始變形，=較低（ ）或b / 120? b =補強板的間距， B= 500mm? t=板厚 MPa時的預計常駐撓度結(jié)果載于表4及圖19下方，可以得出結(jié)論， MPa和一個大小500毫米x 2200毫米（低碳鋼材料屈服應力= 390MPa。在經(jīng)驗基礎(chǔ)上收集船舶監(jiān)測，波蘭船級社已確定可接受的永久變形均勻壓力為然而，總永久變形由壓力所造成的撓度，以及于焊接而偏轉(zhuǎn)撓度組成： （ 12 ）這一級別的由于橫向負載永久塑性變形的基本標準由側(cè)向負荷的板厚確定。知道相應的永久變形破裂發(fā)生這是非常有用的。殼板膜能承受大型波浪沖擊載荷。在IRS第3章， 。因此，有限元分析計算是有用的沒必要每個鋼結(jié)構(gòu)情況都計算。 233。圖12 雙線性運動性能的鋼。雙線性運動用于非線性材料，不考慮任何應變率效應[] 。這表明砰擊壓力的變化和寬高比基于YLT。這些是小撓度的解決辦法。表2 靜態(tài)壓力面前崩潰任何永久變形 一個可以接受永久變形的橫向承載受力板主要特點方法適用于矩形板，其內(nèi)容如下：?在邊緣被假定為完全抑制進發(fā)，從而使膜在大撓度下的響應應力計?忽略彈性變形，假設材料為剛體完美塑料，也就是零應變直到 = ，然后無限的應變與=。崩潰的理論模型，板由兩個三角地區(qū)和兩個梯形地區(qū)所形成的“屈從線” ，如圖10所示。5 評價砰擊載荷結(jié)構(gòu)響應進行評價砰擊載荷結(jié)構(gòu)響應所提出的方法已得到證實，對下列替代程序：。上述一系列分析與LRS比較。它也表明從非線性靜態(tài)分析得到最大Von Mises應力變化（ N/mm）.。 圖3（a） 長邊緣板的中心Von Mises應力變化圖3（b） 長邊緣板的中心Von Mises應力變化圖4 最大Von Mises應力變化與/T圖5 DLF變化（LRS及現(xiàn)狀）與/ T比值實驗研究結(jié)果2 ： N/同樣的研究如前所述的第2小組， N/mm2和結(jié)果顯示在下圖。在結(jié)束時，用相同的峰值壓力P做一系列的非線性瞬態(tài)動力分析，但要注意不同的/T值和變化的最大應力和/或最大撓度。 密度 = T/mm 。嵌板尺寸：板 1 ： 1000 x 375 8 [毫米] 。（見圖2 ）。這一因素取決于時間比率的適用負荷，熱釋光與自然期間，噸， （第1振型的板） ，并已衍生按下列程序?？山邮艿臉藴式Y(jié)構(gòu)響應詳細介紹在章 5 。2. 局部砰擊壓力結(jié)合船體梁的縱向彎矩產(chǎn)生的平面應力。 邊界條件在波浪砰擊的影響下，變形殼板之間的支持。表 1顯示了大型尺寸艦艇面板自然頻率。?有人指出，因為脈沖負載的時間很短（，自然期間的板），反應小于相同幅度靜態(tài)負荷。根據(jù)這些研究一個簡單的標準已確定如下：?如果持續(xù)時間長于影響板的自然周期的兩倍，板的反應幾乎是類似靜態(tài)分析，動態(tài)放大邊緣。（參見圖1）。作為一個全球預測替代剛塑性方法的希望，如永久變形，數(shù)值方法提供了額外的信息，如應變和應力分布的板塊，抓住了振動模式的變化的反應。剛塑性方法被認為是非常有效的。損壞的板有高度的彈性，因此，特別強調(diào)在某些部分的殼板可能超過材料的屈服應力。波浪砰擊的設計壓力 L≤150m L﹥150m=最低設計載荷[M]. L =規(guī)則船舶長度的。 基于經(jīng)驗公式上的計算砰擊壓力大多數(shù)類規(guī)則提供公式估算設計砰擊載荷，這是用來與scantling公式陳述。極值的相對速度，可使用的統(tǒng)計理論?？捎酶鞣N方法來計算砰擊壓力。有限元方法的制定也已與現(xiàn)有的傳統(tǒng)的結(jié)果驗證。靜態(tài)分析替代動態(tài)分析可由產(chǎn)生同樣的結(jié)果。下面的在有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)問題進行了研究，（E=206000MPA）：一）估計砰擊載荷：基本砰擊載荷計算討論 2 。也作為有用的規(guī)模壓力，其中永久變形的小組進行，具有重要意義，因此公式基礎(chǔ)上，提出Claskson的允許壓力標準[6]和伍茲公式[7]。米歇爾[3]在他的論文《預測的特點和船體砰擊響應船舶設計》中，提出了關(guān)于砰擊的特點的必要資料和在早期設計階段船舶船體應力預測方法，其中包括發(fā)生頻率影響，時間間隔影響，砰擊壓力的程度，最有可能發(fā)生最大的壓力等。亞歷山大灣和盛臚嗯闖[1]他們發(fā)表在船舶雜志的論文中研究提出了確定各類船體包括車輛波浪砰擊壓力分析方法，這種方法可使旅行速度達100海里。地方實力的檢查小組對砰擊壓力值計算為中心的小組。此外，文中還提供了一個在任何砰擊載荷下計算板厚的方法，接受價值永久變形，并在平面應力下。因此，它是一個動態(tài)的分析，要求研究結(jié)構(gòu)的反應，這很容易受到波浪影響的。此時該動力載荷的作用與靜力載荷的作用并沒有顯著差別，可以作為靜力處理。主要應用ANSYS分析軟件對板所受的波浪砰擊載荷進行分析，得到板和板架的應力、應變和位移響應譜，并對其強度按照中國船級社《規(guī)范》進行校核，得到結(jié)論如下：⑴對于船艏板來說，所受力主要是波浪砰擊荷載。隨著越來越大，板和板架的最大位移和最大應力接近于靜力時板和板架的最大位移和最大應力，所以此時三角脈沖荷載可作為靜力處理。即P=，假設波浪為三角脈沖荷載，Po=P=，當?shù)扔诓ɡ伺閾糁芷冢?，大于板材的許用應力=142MPa所以，此時板結(jié)構(gòu)不符合設計要求；相同條件下，小于板材的許用應力=142MPa。由ANSYS軟件計算得此時最大應力（MPa）：，小于板材的許用應力=142MPa，所以板架滿足設計要求。圖421 板架隨時間變化的最大位移情況圖422 板架隨時間變化的最大應力情況。⑵板架板架四邊剛性固定，施加三角脈沖，其周期與板的固有頻率周期相同即=1，最大壓力P0=，對板架進行瞬態(tài)分析。因此，很容易畫出動力放大系數(shù)與之間的關(guān)系曲線（如圖420）。圖419為板的最大應力處隨時間變化的情況。圖415 板架的一階振形圖416 板架的二階振形圖417 板架的三階振形，（如表46）。表45 板的固有頻率振形一階振形二階振形三階振形頻率（Hz）⑵板架板架四周剛性固定即全約束時，進行模態(tài)分析。圖412為板的一階變形情況。圖410為板架施加荷載后的應變靜力圖。時，進行靜力分析。所以當=45176。當=30176。圖45 板的約束和施加載荷后的情況圖46 板在靜力下的vonMises應力云圖圖47 板的位移云圖，最大位移： m最大應力： MPa當不同時，結(jié)果如表43表43 不同斜升角時板的壓力、位移和應力情況斜升角（176。板的最大位移處位于板的中點，最大應力處位于板長邊的中點。圖44 板的網(wǎng)格劃分 施加邊界條件和外載并進行受力分析對于邊界條件的施加，為簡化的計算求解，直接施加全約束。在建模之前，應分析各構(gòu)件對應的ANSYS單元類型，并整理構(gòu)件實常數(shù)。在大變形分析（有限轉(zhuǎn)動）中可以采用不變的切向剛度矩陣。⑴當=，即=,板最大撓度即板中點的撓度 板的固有頻率板邊長=，=，板厚=，四邊固定，則固有頻率（一階頻率）：3164 r/min 建立模型對板的模型進行建立 模型單元的建立本模型采用SHELL63單元來模擬板。時，= 波浪砰擊的周期砰擊壓力隨時間變化的情況可以用一個三角形歷程來模擬。圖43 與斜升角的關(guān)系曲線當=15176。表41 船舶主尺度參數(shù)數(shù)值單位總長LOAm垂線間長Lppm寬Bm片體間距CHHm首吃水TFPm尾吃水TAPm排水量Mton重心位置（從尾部）LCGm 波浪砰擊壓力本文對雙體船船艏板的動響應分析。本文是對船艏局部板在砰擊載荷下的動響應，其中的重點是對船艏板進行動響應分析。此時，即振幅的大小與阻尼有關(guān)。當共振時，強迫振動的振幅為荷載幅值引起靜位移的倍，即 （338）式中，為動荷載幅值作用下系統(tǒng)的靜位移；為動力放大系數(shù)，它表示最大振動位移與將此動力荷載的幅值作為靜力時所產(chǎn)生的靜位移之比，并且 （339） （340）式中，為無量綱阻尼比，； 為荷載頻率與系統(tǒng)固有頻率之比。共振時，振蕩強度是振幅的平方。一般來說一個系統(tǒng)（不管是力學的、聲響的還是電子的）有多個共振頻率，在這些頻率上振動比較容易，在其它頻率上振動比較困難。通過分析和計算可得動力系數(shù)與的關(guān)系曲線如圖34。該階段的初始條件為第一階段終止時刻的振動位移和速度為初始條件求出 （334）也可以由杜哈曼積分求得 （335）此為一簡諧運動，其峰點出現(xiàn)在時，故達到第一個峰點所需要的時間可由下式確定可得 （336）由此可得，振動位移達到峰值時的動力系數(shù)為 （337）通過分析計算，動力系數(shù)與有關(guān)，即取決于脈沖作用的時間與系統(tǒng)固有周期之比。第Ⅰ階段：在該階段，結(jié)構(gòu)受到簡諧激勵的作用從靜止開始振動。第Ⅱ階段：，在脈沖作用完畢之后，系統(tǒng)不受外力作用而作自由振動。從振動微分方程求解 （322）其一般解為 （323）式中和為積分常數(shù)，由初始條件確定。 沖擊荷載作用下的動力響應1．三角脈沖令三角激振力脈沖為（圖31） 圖31 三角脈沖位移響應可以分為兩個階段：第一階段為荷載作用期間，即強迫振動階段；第二階段為隨后發(fā)生的自由振動階段。模態(tài)疊加發(fā)的開銷在三種方法中最小，允許考慮模態(tài)阻尼，和縮減法一樣積分步長保持恒定，不允許自動時間步長?？s減法：縮減法通過采用主自由度即縮減矩陣壓縮問題規(guī)模?？梢允褂盟矐B(tài)動力學分析確定結(jié)構(gòu)在靜載荷、瞬態(tài)載荷和簡諧載荷的任意組合作用下隨時間變化的位移、應變、應力及力。 ——等效剛度； ——等效質(zhì)量。由于該方法的計算精度求解取決于提取的模態(tài)數(shù)目，所以建議提取足夠多的基礎(chǔ)模態(tài)，特別是阻尼較大的系統(tǒng)更應當如此，這樣才能保證得到好的計算結(jié)果。采用實特征值求解（分塊Lanczos法）無阻尼振興之后，運動方程將轉(zhuǎn)化到模態(tài)坐標系。阻尼法采用Lanczos算法并計算得到復數(shù)特征值和特征向量。特征值的實部表示固有頻率，虛部是系統(tǒng)穩(wěn)定性的量度——負值表示系統(tǒng)是穩(wěn)定的，而正值表示系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。由于該方法采用一個較小的自由度子集即主自由度來計算，因此計算速度更快。譜分析不要使用該方法提取模態(tài)。3．PowerDynamic 法PowerDynamics法內(nèi)部采取子空間迭代計算，但采用PCG迭代求解器。由于該方法采用完整的K和M矩陣，因此精度很高，但是計算速度比縮減法慢。計算某系統(tǒng)特征值譜所包含一定范圍的固有頻率時，采用分塊Lanczos方法提取模態(tài)特別有效。代入運動方程，可得： （311）上式稱為結(jié)構(gòu)振動的特征方程，模態(tài)分析就是計算該特征值及其對應的特征向量。為了簡單起見，在撓曲面級數(shù)中只取對撓度影響最大的第一項，即 （32）用李茲法求解得 （33）得正方形板之撓曲面方程式為 （34）其中，——板的中面撓度，mm；——均布載荷，； 、——分別為板的長與寬，； D——筒形彎曲剛度，； E——彈性模量，； ——泊松比； 板彎曲的微分方程式⑴應變與位移的關(guān)系 （35）為x方向的應變； （36）為y方向的應變；⑵應力與應變間的關(guān)系，即 （37） 模態(tài)分析 概述 模態(tài)分析一般是用于確定設計中的結(jié)構(gòu)或機器部件的振動特性。但是，靜力分析卻可以計算那些固定不變的慣性載荷對結(jié)構(gòu)的影響，以及那些可以近似為等價靜力作用的隨時間變化載荷。 結(jié)構(gòu)靜力分析 概述靜力分析是用于求解靜力載荷作用下結(jié)構(gòu)的位移和應力等。如果結(jié)構(gòu)振動的加速度很小，則其慣性力僅僅是結(jié)構(gòu)彈性力所要平衡的全部載荷中的較小部分，此時該動力載荷的作用與靜力載荷的作用并沒