船舶模型在波浪下的崩溃数值仿真及试验

摘要：

大波浪因具有巨大波高而会造成船体结构崩溃失效,甚至断裂,准确预报船体结构在波浪下的非线性动态强度已成为船舶结构新的研究方向.提出一种结合三维势流理论和非线性有限元的数值仿真方法,预报船体结构在波浪下的非线性动态强度,三维势流理论用于计算波浪载荷,非线性有限元用于计算船体结构的弹塑性和屈曲变形.为验证数值仿真方法的准确性,开展能在水池条件下产生结构性崩溃的船体模型试验.该模型由左右两端的刚性船体和舯部的屈曲铰结构组成,能在水池波浪的作用下产生崩溃行为,通过屈曲铰结构的崩溃模拟船体梁的弹塑性特征.模型试验重点测试屈曲铰的大转角变形,并对屈曲铰开展四点弯曲试验和仿真,得到屈曲铰的转角与非线性弯矩的关系,进一步转换获得模型的非线性弯矩.结果表明:数值仿真的转角曲线和弯矩曲线与模型试验的结果均有一定的吻合性,经模型试验验证的数值仿真方法可用于评估船体结构在波浪下的非线性动态强度.

关键词：规则波、极限强度、崩溃试验、垂向弯矩、转角

所属期刊栏目：44

分类号：U663.2(船舶工程)

资助基金：国家自然科学基金52071243

在线出版日期：2021-06-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：21-26