4。3 碰撞力 18

4。4 主要构件的能量变化 19

4。5 本章小结 20

第五章  撞击参数对碰撞性能的影响 21

5。1 引言 21

5。2 撞击位置 21

5。3 撞击船艏初速度 25

5。4 撞击角度的影响 27

5。5 本章小结 29

结论与展望 30

致谢 31

参考文献 32

第一章  绪论

1。1 研究背景及意义

随着经济的发展，运输业也迎来了蓬勃发展的趋势，据统计，运输业80%的份额是由海上运输来完成的。根据联合国的网站报道数据，在2009年海上的贸易运输已经占有相当大的份额，总运输量为78。4亿吨。2010年初全球商业船只总吨位数为12。76亿，同比去年增加8400万吨；新交付的船只数量比2008年增长42%，尽管2008年的金融危机造成一段时间的航运业的低迷，但是从长远的发展角度来看，其发展前景毋庸置疑。航运业的发展所导致的海上船只的密集使得船与船之间的碰撞事故也变得越发频繁。因此，近些年人们一直探索能够减少碰撞事故发生频率以及碰撞事故发生以后减少碰撞事故带来的损失的方法。论文网

船舶碰撞事故的发生，对于碰撞船的损失往往是巨大的[1]。尤其是对于装满危险货物的巨轮来说，可能会导致经济损失及人员伤亡，比如发生于1982年的“European Gateway”号与“Speedlink Vanguard”号客货滚装船的相撞事故，其结果损失惨重。又例如1994年的“Estonia”号滚装船的碰撞事故造成了800多人的伤亡。2009年9月18日，在马来西亚森美兰州波德森港附近的马六甲海峡航道发生了一艘油船与英国货轮的碰撞事故，25名乘客中有9名乘客失踪。图1。1为巴拿马籍“东方海”轮左右两个压载舱进水图片。

图1。1被撞船的舷侧

除了发生生命、财产损失以外，海洋环境的污染也是船舶碰撞事故造成的另一严重的危害。1989年发生于美国阿拉斯加海岸的“Exxon Valdez”号油轮搁浅事故造成原油泄漏，其泄漏总重达到110000吨；1992年发生的一艘集装箱船与单壳油轮相撞，大约10000吨原油外泄并发生火灾；1996年在英国“Millford Haven”港口搁浅的147000吨“Sea Empress”油轮泄漏约65000吨原油；2010年五月在新加坡海峡的樟宜东附近发生了一起马来西亚籍油船和圣文森和格林纳丁斯籍货船的相撞事故，造成了附近水域的严重污染。

综上所述，研究船舶的碰撞性能，无论是从生命、财产还是保护环境方面都具有十分重要的意义。

1。2 国内外研究现状

1。3 船舶碰撞的研究内容及方法

船体的整个碰撞过程的发生时间很短，仅约零点几秒到一点几秒之间。在如此短时间内发生的船舶碰撞事故是一种非常复杂的非线性的动态响应过程。船舶碰撞的分析方法一般可以分为内部动力学和外部动力学[14]，目前较为普遍的分析手段是非线性有限元数值仿真技术[15]。

1。3。1 外部碰撞动力学

外部动力学着眼于船舶刚体运动和运动过程中的动能损失。

本文简单介绍外部动力学研究发展过程中的解析方法和数值仿真方法。

（1）外部动力学中运用的解析法是指以一般的刚体动力学当中的动量守恒定律为理论基础进行研究。Minorsky[2]首次分开研究碰撞的内部动力学和外部动力学，在假定的碰撞系统动量守恒的情况下，研究动能损失时，采用的是完全非弹性理论技术，并将这种能量损失视作结构的塑性变形能量，综合研究之后得到经验公式。为了提高计算结果的精度，来应对各种碰撞过程中的不同的情况，之后的一些学者在研究的过程中也对此公式进行了一定程度上的修正。