船用夹芯结构冲击动力响应数值仿真研究开题报告

全文总字数：4203字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景及意义

船舶与海洋工程装备在航行作业过程中不可避免遭受船、桥梁等碰撞冲击载荷作用使得其航行和作业的困难程度和危险系数大大增加。近来年发生的船舶碰撞、船桥碰撞事故也不在少数。为了提高船舶的碰撞防护能力，学者们长期致力于发展各种耐撞结构设计与防护方法方面的研究。传统的防护手段主要有两种：一是加强船体结构，使其在碰撞载荷作用下仍保持一定的结构平台完整性；二是加装设备防护装置，使船体结构在水下碰撞载荷作用下，系统装备仍然能够保持一定的功能可用性。然而，传统的防护手段会使船体重量大幅增加，影响总体性能。因此，既要满足耐撞性能的要求，又不能明显增加船体结构重量。

图1.“江甬6”轮与“隆腾6”轮发生碰撞图2.皖五河拖001船队与蚌埠津浦铁路桥桥墩发生碰撞

复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成是由三层以上的材料或结构组成的一直多相固体材料。虽然复合材料各组分材料仍保持其相对独立性，但复合材料的性能却并非组分材料性能的简单加和，而是表现出远优于两者的性能。夹层结构是由三层及以上的材料或结构组成复合结构，有两层薄而高强度的面板结构，其间夹着厚而极轻的芯材。所以复合材料夹层结构具有重量轻、比强度高、比刚度高、结构稳定性好等优点，满足了船舶耐撞防护结构设计的上述两点要求，顺应了现代工程结构轻量化的主流发展趋势。

2. 研究的基本内容与方案

本课题研究船用夹芯结构在冲击载荷作用下的动态响应，首先采用abaqus数值软件建立船用夹芯冲击动力响应模型，对夹芯结构在不同冲击条件下的动力响应进行数值模拟，得到个条件下结构的动态和力学响应结果，使用excel和origin等软件处理由abaqus软件计算输出的数据，研究船用夹芯结构动态响应特性，揭示其能量吸收机理与损伤失效机制。在此基础上，分析冲击参数和几何参数对动态冲击响应的影响规律，为其在船舶与海洋工程结构碰撞冲击防护中的应用奠定理论基础。

技术方案及措施：

（1）准备工作。查阅相关文献和学习理论知识，进行船用夹芯结构冲击动力响应文献综述。

3. 研究计划与安排

第1－2周：分析设计任务书，查阅相关文献资料，完成开题报告。

第3－4周：阅读文献，完成英语论文翻译。

第5－6周：安装、学习abaqus软件。

4. 参考文献（12篇以上）

1. bair, guo j, lei z, et al. compression after impact behavior of compositefoam-core sandwich panels[j]. composite structures, 2019, 225: 111181.

2. huox, sun g, zhang h, et al. experimental study on low-velocity impact responsesand residual properties of composite sandwiches with metallic foam core[j].composite structures, 2019, 223: 110835.

3. 廉伟, 王明义, 吕军. 复合材料泡沫夹芯结构低能量冲击损伤特性模拟仿真[j]. 纤维复合材料, 2018 (2018 年 02): 20-26.

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