船舶與海洋平臺碰撞的動力特性研究.pdf

1、隨著海洋石油開采的增加，需要建造大量的海洋平臺。而由于海洋平臺的增多，船舶與海洋平臺碰撞事故在世界各地經(jīng)常發(fā)生，且事故發(fā)生的頻率越來越高。一旦發(fā)生此類事故，所導致的人員傷亡、財產(chǎn)損失以及環(huán)境破壞是驚人的。為了減少事故損失，有必要對船與海洋平臺的碰撞機理進行研究。 船舶與海洋平臺的碰撞是一個十分復雜的碰撞動力學問題，是兩者在很短的時間內(nèi)在巨大沖擊載荷作用下的一種復雜的非線性動態(tài)響應過程，且碰撞過程中存在多種不確定性因素，因此企圖通

2、過建立一個精確的數(shù)學模型使問題得到完全解析是不可能的。經(jīng)過多年的發(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。該方法對船舶與海洋平臺進行合理的簡化，避免傳統(tǒng)方法中分步多次計算方式，簡潔方便，減少對原始資料的依賴。同時還進行數(shù)值試驗選擇合適的材料模型和應變率狀態(tài)。最后利用以上數(shù)值試驗結(jié)果對一艘5000t船舶(含附連水質(zhì)量)以1m/s、2m/s、5m/s三種速度碰

3、撞平臺時對其多種響應分析比較，得出一些有價值結(jié)論。 本文共分五章，第1章回顧船船碰撞機理、船舶與海洋平臺碰撞及船橋碰撞的研究發(fā)展情況。第2章對船舶與海洋平臺碰撞外部動力學的解析方法進行介紹，并對其中存在問題進行討論，提出改進方法，并嘗試在下面的分析中應用。第3章對碰撞仿真的有限元法進行介紹，并對本次計算所采用的顯式非線性有限元軟件ANSYS/LS-DYNA進行簡要的介紹。第4章對船舶和導管架平臺進行合理的簡化并進行數(shù)值試驗驗證，