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原文传递渔船与码头碰撞的仿真分析研究

论文题名：	渔船与码头碰撞的仿真分析研究
关键词：	船舶碰撞;结构耐撞性;模拟仿真;渔船
摘要：	随着航运经济的发展，商货船不断增多，而渔船数量也在不断增加，港口规模不断扩大，泊位越来越多，同时由于我国渔船基数大以及渔船作业的特点，进出港频率较高，这些都无形中增加了渔船与码头端部碰撞的风险，造成渔船碰撞事故时有发生，并且渔船事故统计显示有近60％是由碰撞所引起的。因此，开展对渔船碰撞问题研究确有必要。本文以42m渔船与码头碰撞为例通过MSC.Patran/Dytran程序建立碰撞的有限元模型，对渔船船首碰撞过程、首部构件吸能情况与结构耐撞性进行了分析。　　在渔船船首碰撞性能方面，利用有限元模型对渔船与码头的碰撞过程做了仿真分析，得出了渔船与码头的碰撞损伤变形、碰撞力曲线、能量转化曲线、速度曲线和等效应力与等效应变、位移云图。通过分析得出渔船与码头在碰撞中的损伤主要集中在碰撞接触区，故渔船船首是主要的损伤区域，而码头刚度比渔船刚度大，故码头在碰撞中损伤较小；碰撞中渔船动能主要被变形能所吸收，另外一部分被沙漏能以及摩擦能所吸收；同时还分析了不同速度对碰撞的影响，速度越大，非线性特性越强，对碰撞损伤越大，渔船船首遭受的破坏变形越严重。　　在船首结构耐撞性方面，首先分析了船首各构件的能量吸收情况，得出外板是主要的吸能构件，然后依次是横框架、甲板、纵框架，并且碰撞中渔船动能大部分被外板变形能所吸收；其次分析了船首构件变量对船首结构耐撞性的影响，得出增厚外板可以提高船首结构的耐撞性，但单纯增加外板厚度是不经济的，应结合横框架和甲板进行综合考虑，合理的增厚构件来改善船首结构的耐撞性，同时也间接说明增加渔船质量会对碰撞产生影响；最后提出了一种附加V型舷墙结构，通过与原船分析对比得出，附加 V型舷墙结构使原船首结构的损伤大大减小，附加 V型舷墙结构吸收了48.37%能量，使原船外板、横框架、甲板的吸能分别降低了27.79%、13.26%、7.72%，从而保护了渔船原船首结构；附加V型舷墙结构与构件增厚方案的对比显示，带有附加V型舷墙结构的船首比耗能最小，仅为498.99J/kg，提高了船首结构耐撞性，使其损伤减小，是一种可行防撞措施。
作者：	张彦
专业：	农业推广
导师：	张兆德
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江海洋学院
学位年度：	2015
正文语种：	中文