防船撞夹层结构的耐撞性优化研究开题报告

全文总字数：6290字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.研究目的及意义

随着工业的发展和社会的进步，水上交通运输事业也随之蓬勃发展，船舶已成为人员和货物运输的重要方式，船舶每年的货物运输量占世界货运量的80%以上。经济发展的要求促使船舶数量、吨位急速增长，同时船舶的航行速度加快，船舶的种类也日益多样化。与此同时，船舶碰撞事故也日益突出。统计资料显示，在上世纪六十年代至九十年代的三十多年中，全世界因受到船舶撞击而导致损坏、垮塌的大型桥梁达29座，事故中造成直接死亡的人数多达321人。而在我国，船舶间的碰撞与船舶撞击桥梁的事故也时有发生，据不完全统计，仅发生在我国长江、珠江、黑龙江三大水系干线上的船撞桥事故就达300起以上,在严重的事故中，除了造成巨大的直接经济损失和人员伤亡之外，水上交通线路阻碍所带来的间接经济损失和社会影响也是难以估量的。

船舶间的碰撞或对海洋结构物、桥梁的撞击，多为灾难性事故，会造成巨大的生命财产损失和严重的环境破坏。而导致事故发生的原因有很多，船员操作、设备技术、航道天气等诸多因素，都可能造成突发性的船舶事故。提高船员技术水平，引入更先进的航行设备，制定更详细规范的规则标准虽然可以大大减少船舶碰撞事故发生的概率，但也无法完全避免此类事件。为了减少船舶碰撞事故造成的船体、桥梁、海洋结构物的损伤，降低事故带来的生命财产损失，进行耐撞性优化研究尤为重要。

2. 研究的基本内容与方案

3. 研究的基本内容论文拟以各夹层结构为研究对象，对不同夹层结构形式，是否填充泡沫的情况下受到船舶冲击荷载时的变形吸能特性进行分析，得到具有较好耐撞性能的夹层结构。(1)查阅夹层结构相关文献，了解影响该结构耐撞性能的主要因素，并掌握现有夹层结构相关理论研究、试验研究及仿真计算相关内容，完成夹层结构耐撞性相关领域的研究进展综述。(2)建立纯钢夹层板的数值模型，基于有限元软件ansys/ls-dyna进行冲击仿真计算，利用公开文献的实验结果验证数值模型的正确性。(3)验证仿真结果的正确性后再建立一系列夹层板数值计算模型，探讨不同夹层结构形式、结构尺寸时在局部低速冲击载荷作用下撞击力对夹层板的变形和吸能特性的影响。(4)基于之前得出的变形及吸能的研究结论，对夹层结构的布局、尺寸进行优化设计。4.拟采用的技术方案及措施整个研究主要通过有限元数值仿真来完成，具体研究过程按如下方案开展：首先检索并阅读大量有关夹层结构的资料，掌握相关研究方法，了解影响该结构耐撞性能的主要参数，选定其中重要的参数作为研究耐撞性的变量。为确保研究结果有效，需要选取一篇可信度高的公开文献的实验资料对有限元方法进行验证。验证成功后，确定基准计算模型的尺寸、载荷大小，然后每次只改变一个变量，从变形损伤、碰撞力和能量吸收特性3个角度分析该变量对夹层板的动响应特性的影响。最后在计算结果中比选出一组最优参数，对夹层结构进行进一步的优化设计。

3. 研究计划与安排

5.进度安排

第1-3周，完成开题报告及论文综述；

第4周，完成夹层结构相关的英文文献翻译工作；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]minorsky v u.an analysis of ship collision to protection of nuclear powered plant[j].ship research,1959,3(1):1.

[2]钟志华.汽车耐撞性分析的有限元法[j].汽车工程.1994，16（1）.

[3]hanssen a g,girard y,o lovsson l,et al.a numerical model for bird strike of aluminium foam-based sandwich panels[j].international journal of impact engineering,2006 32(7):1130-1140.