船舶與海洋平臺(tái)碰撞的動(dòng)力特性研究.pdf

1、隨著海洋石油開(kāi)采的增加，需要建造大量的海洋平臺(tái)。而由于海洋平臺(tái)的增多，船舶與海洋平臺(tái)碰撞事故在世界各地經(jīng)常發(fā)生，且事故發(fā)生的頻率越來(lái)越高。一旦發(fā)生此類(lèi)事故，所導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失以及環(huán)境破壞是驚人的。為了減少事故損失，有必要對(duì)船與海洋平臺(tái)的碰撞機(jī)理進(jìn)行研究。 船舶與海洋平臺(tái)的碰撞是一個(gè)十分復(fù)雜的碰撞動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，是兩者在很短的時(shí)間內(nèi)在巨大沖擊載荷作用下的一種復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程，且碰撞過(guò)程中存在多種不確定性因素，因此企圖通

2、過(guò)建立一個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型使問(wèn)題得到完全解析是不可能的。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，非線性有限元數(shù)值仿真正日益成為目前碰撞分析的最有效方法。 本文在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)之上，提出一種建模分析方法。該方法對(duì)船舶與海洋平臺(tái)進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，避免傳統(tǒng)方法中分步多次計(jì)算方式，簡(jiǎn)潔方便，減少對(duì)原始資料的依賴(lài)。同時(shí)還進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)選擇合適的材料模型和應(yīng)變率狀態(tài)。最后利用以上數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果對(duì)一艘5000t船舶(含附連水質(zhì)量)以1m/s、2m/s、5m/s三種速度碰

3、撞平臺(tái)時(shí)對(duì)其多種響應(yīng)分析比較，得出一些有價(jià)值結(jié)論。 本文共分五章，第1章回顧船船碰撞機(jī)理、船舶與海洋平臺(tái)碰撞及船橋碰撞的研究發(fā)展情況。第2章對(duì)船舶與海洋平臺(tái)碰撞外部動(dòng)力學(xué)的解析方法進(jìn)行介紹，并對(duì)其中存在問(wèn)題進(jìn)行討論，提出改進(jìn)方法，并嘗試在下面的分析中應(yīng)用。第3章對(duì)碰撞仿真的有限元法進(jìn)行介紹，并對(duì)本次計(jì)算所采用的顯式非線性有限元軟件ANSYS/LS-DYNA進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。第4章對(duì)船舶和導(dǎo)管架平臺(tái)進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化并進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)驗(yàn)證，