【正文】 除此之外，我還要感謝我的家人，謝謝爸媽給予我生命，養(yǎng)育我，讓我成才。 其次，我還要感謝溫小飛老師、董良雄老師，讓我在就業(yè)方面收獲頗多。 太多不經(jīng)意間的感動我會永遠(yuǎn)銘記在心。我不是您帶出來最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬 的老師。 2021. [20] 劉峰 .高能擱淺下的船舶結(jié)構(gòu)損傷機理研究 :碩士學(xué)位論文 .上海 :上海交通大學(xué) ,2021. [21] 劉峰 ,王自力 .一種新型抗擱淺雙層底結(jié)構(gòu) [J].船舶工程 ,27(1):3336. [22] 劉峰 ,王自力 ,崔維成 .船舶結(jié)構(gòu)的擱淺數(shù)值仿真研究 [J].船舶 ,(3):2427. [23] 劉峰 , 王自 力 , 崔 維成 . 船舶高 能擱淺 外部動 力學(xué)的 數(shù)值仿 真研 究 [J]. 計算機真 ,23(12):233236. [24] 李江濤 ,王自力 .船舶擱淺于剛性斜坡數(shù)值仿真的模型化技術(shù) [J].江蘇科技大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 ),2021,29(6):15. [25] 陳志堅 ,袁建紅 ,葉明等 .小水線面船擱淺模式及單點擱淺強度計算 [J].中國艦船研究 ,2021,1(3):2024. [26] Samuelides MS, Voudouris G, Toulios M. Amkahl J, Row R. Simulationm of the behaviour of double bottoms subjected to grounding actions [Z]. 4th International Conferenee on Collision and Grounding of Ships, Hamburg University of Technology, 2021. [27] Bo CerupSimonsen, Rikard Tomqvist, Marie Lutzen. A simplified grounding damage Prediction Method and its application in modern damage stability requirements. J Marine Structures, 2021, 22:6283. [28]Alsos H S， Amdahl J. On the resistance of tanker bottom structures during stranding [J].Marine Structure， 2021， 20(4): 218237. [29]張日紅 .考慮晃蕩影響的船舶結(jié)構(gòu)碰撞性能研究： [D].大連 :大連理工大學(xué) ,2021 年 12 月 . [30] Minorsky V U. analysis of ship collision to protection of nuclear powered plant [J]. Ship Researeh, 1959, 3(3):1. [31] Zhang Shengming. The Mechanics of Ship Collisions, [Dissertation], Denmark, Technical University of Denmark, 1999. 不同礁石形狀對雙殼油船擱淺仿真的影響 20 致 謝 四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，四年的求學(xué)生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 、臺形、球形礁石下的三種不同工況進(jìn)行了有限元模擬，運用 ANSYS/LSPrepost 后處理程序?qū)δM的結(jié)果進(jìn)行觀看，得到了一系列的應(yīng)力結(jié)果圖和時間歷程曲線，根據(jù)這些結(jié)果，對硬擱淺時船體結(jié)構(gòu)的形變、應(yīng)力、能量變 化特征進(jìn)行分析。 力學(xué)的解析方法進(jìn)行了討論，提出船舶硬擱淺外部動力學(xué)簡化模型，為有限元分析中模型的簡化和各種條件的確定打下基礎(chǔ)。 不同礁石形狀對雙殼油船擱淺仿真的影響 17 結(jié) 論 本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上，建立了船舶擱淺系統(tǒng)的有限元模型，在滿足精度與實驗一致性的條件下，用較小規(guī)模的有限元模型和較少的機時對擱淺在三種不同礁石情況下的硬擱淺進(jìn)行了有限元模擬，分析了模擬過程中的船體應(yīng)力、應(yīng)變和能量變化情況，得出了一些結(jié)論。底部結(jié)構(gòu)中較小的縱骨主要隨著內(nèi)外底板的形變而發(fā)生彎曲和破裂，在與礁石接觸的位置發(fā)生失效。 圖 t= 損傷形變圖 t= Hull transformation diagram 船體底部結(jié)構(gòu)的形變進(jìn)一步發(fā)展，與錐形礁石接觸的大部分強肋板即將破裂失效，在橫骨架被破壞之后，船體的內(nèi)外底板受到較大破壞，錐形礁石肩部嵌入船體，擱淺損傷將進(jìn)一步擴大。底部結(jié)構(gòu)中較小的縱骨主要隨著內(nèi)外底板的形變而發(fā)生彎曲和破裂，在與礁石接觸的位置發(fā)生失效。 不同礁石形狀對雙殼油船擱淺仿真的影響 16 圖 t= 船體形變圖 t= Hull transformation diagram 在 時，錐形礁石與路徑上的肋板發(fā)生激烈碰撞，引起整個底部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的應(yīng)力響應(yīng)，此時船體內(nèi)底板單元即將發(fā)生失效，造成撕裂。 圖 t= 船體形變圖 t= Hull transformation diagram 在 時，船體剛剛與礁石接觸，還沒有發(fā)生撕裂或者形變，但船底結(jié)構(gòu)與錐形礁石尖頂接觸的單元受到相當(dāng)大的應(yīng)力，即將失效。 圖 t= 時損傷形變圖 t= Hull transformation diagram 圖 t= t= Hull transformation diagram 隨著船體結(jié)構(gòu)的形變吸收能量，擱淺初始動能逐漸減小，船體上升，脫離擱淺路徑，與擱淺臺形礁石形狀類似，擱淺碰撞導(dǎo)致船體損傷接近尾聲，除了船體不同礁石形狀對雙殼油船擱淺仿真的影響 15 的外底板發(fā)生較大形變之外，船體的內(nèi)底板和船體底部的板架構(gòu)件發(fā)生復(fù)雜的相互作用，也都發(fā)生了形變。 圖 t= 時損傷形變圖 t= Hull transformation diagram 不同礁石形狀對雙殼油船擱淺仿真的影響 14 在碰撞剛開始外板已發(fā)生明 顯凹陷形變，船底部的強構(gòu)件應(yīng)力較大，尤其是外板和縱桁。除了船體的外底板發(fā)生較大形變之外，船體的內(nèi)底板和船體底部的板架構(gòu)件發(fā)生復(fù)雜的相互作用也都發(fā)生了形變。能夠較清晰地看出船舶的底部結(jié)構(gòu)發(fā)生了較嚴(yán)重的形變，其他部分如舷側(cè)艙壁形變較小，發(fā)生這種特征形變的原因在于擱淺時船舶底部受到的沖擊能量很大，在一瞬間形成相當(dāng)大的沖擊力。 圖 t= 船體形變圖 t= Hull transformation diagram 船底外板的凹陷劇烈增加，更多的內(nèi)部構(gòu)件受到的應(yīng)力增加并發(fā)生較大形變吸收擱淺碰撞的初動能， 尤其是強肋板應(yīng)變和應(yīng)力最大，內(nèi)底板與底部構(gòu)件相互作用也向船體 內(nèi)部 凹陷。 擱淺于臺形礁石 通過后處理程序 LSPrepost 分析得出的結(jié)果，船體底部發(fā)生凹陷形變的時間為碰撞初期到第 秒，圖 至圖 為擱淺在臺形礁石下船體結(jié)構(gòu)分別在第 秒， 秒， 秒和第 秒的雙層底結(jié)構(gòu)的損傷形變圖。這兩三種擱淺情形雖然礁石形狀不同，但是各構(gòu)件的損傷形變模式大多相同，不同之處在于損傷的范圍和程度。三種礁石擱淺情形下的 擱淺力曲線具有相似的變化規(guī)律：擱淺力曲線出現(xiàn)一些峰值，這是因為礁石作用于船體構(gòu)件時，構(gòu)件的擱淺力逐漸增大，直至出現(xiàn)峰值，而當(dāng)構(gòu)件某部分出現(xiàn)破壞或失效后峰值便會出現(xiàn)卸載。由圖可知，在剛開始階段臺形礁石的擱淺力總體大于其他兩種礁石的擱淺力。 上文提到雙層底結(jié)構(gòu)擱淺的損傷形變區(qū)域為狹長的縱向接觸區(qū)域，由此可知擱淺路徑主要為縱向方向，因此選取 Z 向的擱淺力進(jìn)行研究更有參考價值。由此可見船舶擱淺在臺型過程吸收了的能量最多，使船體形變最為嚴(yán)重。由于擱淺有限元模型之間的差別僅為礁石形狀，為此本文給出船舶擱淺在臺形礁石的情景下，有限元模型如圖 所示： 圖 船舶擱淺在臺形礁石下有限元模型 The platform element model of the ship aground 不同礁石形狀對雙殼油船擱淺仿真的影響 10 第 4章 數(shù)值仿真 計算結(jié)果 及 分析 能量吸收數(shù)值結(jié)果分析 圖 是船舶擱淺于三種不同礁石形狀下雙層底結(jié)構(gòu)能量吸收 隨時間變化的曲線圖。網(wǎng)格的形狀和質(zhì)量對計算結(jié)果的影響也很大，少使用三角形單元，多使用 具有一定邊長比的規(guī)則四邊形單元。本文中，由于船舶底部結(jié)構(gòu)會發(fā)生顯著的塑性形變，因此采用的網(wǎng)格較精細(xì)，而其他結(jié)構(gòu)的形變不大，因此采用的網(wǎng)格較粗。 一般情況下，網(wǎng)格過細(xì)，雖然計算結(jié)果比較準(zhǔn)確，但是要花費很多的時間來計算。有限元網(wǎng)格的精細(xì)程度、形 狀和質(zhì)量直接影響到計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和計算的時長。由于在船舶擱淺模擬過程中，薄殼會發(fā)生彎曲和大形變，因此本文采用了具有容不同礁石形狀對雙殼油船擱淺仿真的影響 9 忍彎曲能力且可以使用絕大多數(shù)材料模型的算法，即 The BelytschkoWon