基于結(jié)構(gòu)極限承載的船舶觸礁研究.pdf

1、船舶在航運過程中面臨著產(chǎn)生觸礁等事故的危險，不僅造成巨大的經(jīng)濟損失，而且經(jīng)常造成嚴重的海洋環(huán)境污染，其中油船的觸礁事故尤為嚴重。無論是從安全上、經(jīng)濟上、還是從環(huán)境保護上來看，提高船舶的耐撞性都具有重要的意義。開展船舶觸礁的研究不僅有利于海上生命安全、防止海洋污染，而且也可為規(guī)定航運繁忙區(qū)域中船舶的航速、操作規(guī)程以及解決海事糾紛提供依據(jù)。 在船舶觸礁時，由于船舶巨大的質(zhì)量和動能，使得觸礁區(qū)的結(jié)構(gòu)一般都迅速超越了彈性階段而進入塑性流

2、動狀態(tài)并可能出現(xiàn)屈曲、撕裂等各種形式的破壞和失效，造成船體結(jié)構(gòu)的永久變形或破損，因此在觸礁事故中，主要應(yīng)關(guān)心由于礁石切割所引起的船底結(jié)構(gòu)局部壓潰和撕裂。雖然結(jié)構(gòu)的力學行為與礁石的類型及割裂位置密切相關(guān)，但塑性、斷裂和摩擦引起的結(jié)構(gòu)阻力的基本理論卻是相同的。另外，還需考慮船舶周圍的流體介質(zhì)，船舶運動動力學，以及矩形板的極限承載能力，因為船體由加筋板焊接而成，所以板的破裂和焊縫失效在船體結(jié)構(gòu)失效中也起著重要的作用，它們直接影響到結(jié)構(gòu)的失效機

3、理和能量吸收。受損船體的嚴重程度對結(jié)構(gòu)的阻力及貫穿量都有影響，目前損傷被假定為延伸到某根主要的加強筋脫離礁石時停止發(fā)展，但這一假定應(yīng)被礁石附近的結(jié)構(gòu)強度計算所取代。 在船舶觸礁過程中，所需考慮的載荷只是船舶與礁石的接觸力以及水動壓力，又因礁石的剛度一般遠高于船底結(jié)構(gòu)，故觸礁能量大都由船底結(jié)構(gòu)吸收。船舶觸礁時損傷變形主要集中于結(jié)構(gòu)與礁石相接觸的區(qū)域，這預示著船體結(jié)構(gòu)抗撞能力的提高應(yīng)著眼于容易遭受撞擊的薄弱區(qū)域，大范圍的結(jié)構(gòu)增強措施

4、是不必要的。 船舶觸礁中包含很多不確定因素，如礁石性質(zhì)、強度、觸礁船狀況、觸礁位置以及環(huán)境條件等。所有這些特點使船舶觸礁問題的研究變得相當復雜和困難，需要綜合應(yīng)用船舶結(jié)構(gòu)力學、彈塑性力學、斷裂力學和結(jié)構(gòu)可靠性等方面的理論知識。 本論文研究了極限狀態(tài)設(shè)計，學習并整理歸納了船舶極限承載能力理論，綜合分析了船底主要構(gòu)件的基本破壞模式，利用ANSYS軟件對某船發(fā)生對中觸礁情況進行了模擬。并以此為基礎(chǔ)對觸礁船船底結(jié)構(gòu)觸礁性能進行了