彈性邊界對船體板格塑性動力響應(yīng)影響研究.pdf

1、在簡單結(jié)構(gòu)如板架進行實驗時，邊界條件大都選為剛固和簡支等常規(guī)邊界。這與利用艙段模型的水下爆炸實驗結(jié)果相比，板架上板格的損傷要明顯嚴重。人們對于船體運動和板格周圍結(jié)構(gòu)對板格抗沖擊產(chǎn)生的影響關(guān)注還較少，然而計算表明，這兩個因素都可歸結(jié)為邊界因素且對板格損傷的影響十分明顯。為此，本文總結(jié)歸納影響外板損傷的邊界影響因素及其影響規(guī)律，據(jù)此提出采用簡化模型的方法來進行板格損傷的粗略計算，最后以動態(tài)子結(jié)構(gòu)法思想為基礎(chǔ)構(gòu)建計及板格塑性階段動力響應(yīng)的精細

2、計算方法，并著重考慮了周圍連接結(jié)構(gòu)在剛度和質(zhì)量變化時對考核區(qū)域的綜合影響，具體如下。
　　第一，采用有限元法進行板格局部強度的邊界影響分析。采用邊界約束的板格模型與原船模型對比進行船體運動的影響分析；建立艙段的有限元模型、并設(shè)置艙壁處約束和自由的邊界條件，與原船結(jié)果對比，目的是考察船體梁的整體運動對外板局部板格的影響并得到不同艙長的影響規(guī)律，最后繪制爆距、艙長變化對損傷結(jié)果的影響曲線。
　　第二，根據(jù)模態(tài)理論建立邊界運動的板

3、格簡化計算模型?；谌肷洳芰縼砻枋鎏囟ür下水面結(jié)構(gòu)的運動特性，得到結(jié)構(gòu)的整體速度；根據(jù)能量守恒原則得到了整體模型關(guān)于單自由度的有效模態(tài)質(zhì)量和有效模態(tài)剛度，通過逐漸增加振型階數(shù)的方式，確定了結(jié)構(gòu)振型的有效參與度。
　　第三，以動態(tài)子結(jié)構(gòu)法思路為基礎(chǔ)建立板格的彈塑性求解方法。利用固定界面模態(tài)綜合法建立三個子結(jié)構(gòu)的數(shù)值計算模型，包括模態(tài)縮聚的彈性子結(jié)構(gòu)和可用于塑性求解的完全幾何信息子結(jié)構(gòu)；采用增量形式的 Newmark-?法為計算工

4、具，驗證彈性結(jié)構(gòu)的計算，對于塑性應(yīng)變和應(yīng)力采用有限變形理論求解，在進入塑性計算后進行剛度矩陣的更新，在迭代步收斂后完成本計算方法的驗證。
　　第四，進行周圍結(jié)構(gòu)改變對塑性區(qū)板格的動響應(yīng)影響分析。通過塑性區(qū)單元應(yīng)力的變化類比相鄰子結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量變化對耦合邊界的影響程度，然后分析了塑性區(qū)單元應(yīng)力響應(yīng)隨相連子結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度的大小以及單元響應(yīng)位置的變化規(guī)律，得到了分析了質(zhì)量和剛度對結(jié)構(gòu)速度和振動特性的影響；最后針對結(jié)構(gòu)外板局部損傷對整體