2。4。3结构模型的建立

从历史试验结果中发现碰撞接触区域附近是构件发生塑性变形和能量吸收的主要区域，而且变形模式复杂，具有明显的局部性。而非碰撞区域的结构几乎不发生变形，可以忽略。针对实际碰撞情况，对被撞舷侧分段的碰撞接触区域进行了网格细化。本文中设置被撞船舷侧分段的网格特征长度为0。2m，考虑材料应变率敏感性对计算结果的影响，采用Cowper-Symonds本构方程，在定义材料的塑形破裂应变时与舷侧结构模型的网格特征长度相对应。

在船舶模拟碰撞过程中，一般认为撞击船艏部的球鼻首刚性比船舶舷侧大很多，大多数情况下采用刚性船艏的假定，从而使有限元计算得到简化，节约计算时间，而且计算结果也相对精确。撞击船船艏分段模型的材料属性设置为刚性材料，加强筋的材料则使用多线段弹塑性材料（即用多线段弹塑性材料模型，模拟材料断裂失效中的真实应力应变曲线，密度ρ=7。8е9 t/mm³ ，杨氏模量为210GPa，泊松比为0。3）。

此外，在划分网格时，模型中的单元应尽量使用四边形单元，并尽可能避免三角单元，如果使用三角单元应保证其单元的形状质量。网格划分完之后应使用verify检查各构件的网格质量，以防止计算过程中报错。显式非线性有限元计算的时间步长取决于模型中最小网格单元边长，结构中的一些小尺寸构件的出现会明显牺牲计算速度。

2。4。4接触算法的定义

在船舶碰撞问题中，动态接触的求解主要是处理好不同结构界面的碰撞接触定义和接触表面的相对滑动。根据邹亮对FPSB耐撞特性研究，碰撞接触主要表现为变形体和变形体的接触、离散点和变形体的接触、变形体本身不同部分的单面接触、变形体与刚体的接触、变形结构固连以及根据失效准则解除固连等情况。

动态非线性问题中构件表面的相互作用十分复杂，想要处理好接触碰撞界面算法主要需解决两个问题：一是处理好接触搜寻算法，主要有主从面算法、一体化接触算法和级域算法，主要解决接触对的搜索问题；另一个是接触碰撞的计算问题，即接触面之间的力的传递。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

相撞结构之间的相互作用只有通过接触算法才能实现。对于有可能发生接触作用的结构就需要进行接触面的定义，这样在计算过程中才能更加有效地模拟相撞结构之间的相互作用，并能够允许结构之间产生连续不断的接触和滑动。即使是质量好的有限元模型也往往会由于接触定义的不合理而导致不正确的计算结果，并且在整个碰撞仿真计算过程中接触计算将花费大量时间。在船舶舷侧碰撞过程中，一般认为撞击船船艏和被撞船舷侧结构定义为为主从接触。撞击船船艏外壳首先与被撞船舷侧发生接触，在被撞船的舷侧外板发生破裂变形以后，内部构件如各层甲板与平台、纵横舱壁和骨架等才可能与被撞船继续发生接触；对于被撞船舷侧，内外壳、肋板及各层甲板等都可能与之发生接触。由于碰撞接触区域发生了巨大的塑性变形，撞击船船艏各构件由于结构的大变形可能会发生接触，因此在定义主从接触时不能直接把这类接触忽略或者遗漏。碰撞过程中有些构件由于发生屈曲变形会与自身接触，在这种情况下应定义单面接触。