管结构碰撞数值仿真的研究现状
时间:2023-01-27 13:58 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 随着计算机硬件和软件的快速发展，使非线性有限元方法成为分析强非线性碰撞问题的重要手段。通过借助一些有限元分析软件，利用数值仿真技术模拟船舶的真实碰撞场景，可以输出碰撞过程中的各种物理量。船舶碰撞的数值仿真技术不仅能够考虑各种非线性因素，例如几何非线性、材料非线性、接触非线性等，计算出碰撞区域的结构损伤变形及碰撞力等物理量,而且结合了外部碰撞机理的分析与计算,可以真实地模拟碰撞现象,能够部分代替实船或模型的碰撞试验,实现所谓的“虚拟碰撞”。因此有限元方法是结构碰撞响应分析的一个强有力工具,同时也是研究船舶碰撞这种强非线性问题最为有效的方法。目前发展比较成熟的非线性有限元商业软件主要有：ABAQUS、LS-DYNA、MSC/DYTRAN、DNV/ADVANCE以及MARC等。87234 在管结构碰撞数值仿真方面，Wierzbicki和Sinmao[[[] Wierzbicki, T。 and M。V。 Sinmao, A simplified model of Brazier effect in plastic bending of cylindrical tubes。 International journal of pressure vessels and piping。 1997: 19-28。]]（1997）利用ABAQUS有限元软件对圆管在塑性弯曲中的Brazier效应进行了研究。 邵炎林和何炎平[[[] 邵炎林，何炎平。 海洋结构物中典型圆管构件的碰撞损伤研究[J]。 国海洋平台，2006 : 35-41。]]（2006）用ABAQUS研究圆管构件在不同边界条件和初始轴向压力水平下的凹坑和弯曲失真损伤，得出不同边界条件和初始轴向压力对管结构凹坑和弯曲失真损伤影响显著，而初始轴向拉力对其影响较小。 丁红岩[[[] 丁红岩，乐从欢，张浦阳。 双层立管在船舶撞击作用下结构行为分析[J]。 船舶力学，2010。14(8): 894-900。]]（2010）以船舶与立管碰撞为研究对象，采用显式有限元法模拟碰撞过程，得到立管碰撞力、结构响应及损伤变形等一般性规律。论文网 胡志强等[[[] 胡志强，朱旻，岑松。 导管架平台立柱结构的抗撞性能分析[J]。 中国舰船研，2013(1): 54-63。]]（2013）用LS_DYNA软件研究了导管架平台立柱结构在不同的碰撞条件下的碰撞力与撞深的关系。 李若轩[6]（2015）利用LS_DYNA对圆形管柱在倾斜载荷撞击下的变形模式进行数值仿真，研究了管结构能量耗散与撞深的关系。 刘昆[12]（2015）等以自升式海洋平台桩腿直管为研究对象，利用ABAQUS模拟管结构在受侧向冲击载荷时的动态响应，得到了碰撞力、塑性变形、跨中挠度等参数，并将数值模拟结果与模型试验结果比较，验证了模型试验技术的准确性。 目前，虽然在解决碰撞问题的过程中有限元法是相对精确的方法，但在实际的工程应用中，还需要进一步完善，如模型的简化处理、模拟碰撞前后真实场景的精确度、更贴近实际情况的边界约束、流体影响的处理等方面。所以当前的一些研究都致力于完善这些方面以达到提高计算精度的目的。 (责任编辑：qin) |