对于船舶砰击问题的研究是一个复杂的过程，因为砰击过程中受到的载荷是非线性的，很难用理论知识进行简单的描述。砰击是一个包含着结构-空气域-水域三相耦合因素的复杂问题，在砰击的发生过程中，结构体的入水速度，结构体的几何表面形状，结构体的材料属性,波浪的速度,频率,水的材料属性,空气层的厚度等因素都会对砰击压力在结构体表面的在时间和空间上的分布产生影响。国内外对砰击问题的研究主要是从理论、实验及数值仿真三个方面展开。

在理论研究过程中，早期的砰击载荷研究主要对象为二维结构,对结构入水过程的研究主要是通过流体力学知识对流场进行分析以及计算，得出随着时间的推移以及结构体在空间位置上的变化时作用在结构上的砰击压力在时间和空间上的分布情况。这种研究的弊端就在于，研究人员受限于当时的理论发展水平,同时为了分析的简便，会对流场作出许多假设，一定程度上忽略了一些重要的影响因素，如在Von Karman[4]的研究中，他就忽略了砰击过程中，液面升高引起结构体湿表面积增大对结果的影响。因此利用这种方法得出的砰击压力相较于实际的砰击压力有很大的误差。显然适当地减少过多的人为假设是理论研究的发展趋势。值得庆幸的是对结构体入水冲击的理论研究随着时间的推移和相应学科的发展已经取得了十分巨大的进步，从简单的人为假设到一步步考虑诸多重要因素如液体表面张力，空气垫，结构湿表面积等对砰击的影响

在采用实验方法时，通过对模型在试验过程中的受力情况进行测算，利用相似理论等，可以使得到的砰击载荷更加贴近实际情况。

其次，随着计算机技术的发展以及一些实用可靠的有限元软件（文中以ABAQUS为例）的广泛应用，利用有限元方法分别建立流体域和结构模型也成为可能。通过将流体模型和结构模型耦合为一个水弹性模型，可以解决复杂三维几何结构的入水载荷分析问题，这相比较于在传统的理论研究中研究中主要集中对二维几何结构的研究有着更加实际的意义，有利于更好地将理论研究应用到工程实际中去。而且利用大型的有限元软件来数值模拟物体的入水过程，从一方面来说，可以从一定程度上替代繁琐的实验过程，节约大量的人力和物力；从另一方面来说可以实现对结构入水冲击过程进行实时的，动态的，连续，反复的观察，从而直观地了解结构体入水过程中的运动轨迹，并且通过对结果的分析得出物体的速度，加速度，以及水域，结构上的受力随着砰击的发生的推移在空间和时间上的分布情况等结果。毫无疑问，这对建立直观的形象认识大有裨益。当下，数值模拟已经和理论研究，模型实验一同成为研究砰击问题不可缺少的手段。

基于上述背景， 本文将主要研究在实验条件下的砰击载荷并利用有限元软件ABAQUS建立三维结构体遭受砰击的模型，通过比较试验结果和数值仿真模拟的结果，验证数值仿真技术在分析三维结构砰击载荷以及结构响应问题的可行性来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-。

1。2国内外研究现状

1。2。1理论研究

1。2。2试验研究

1。2。3数值仿真研究

1。3 本文的主要工作

（1）通过对试验的详细介绍，了解试验的相关操作规程，对三维圆柱体和底升角为30°的圆锥体进行了相应试验，并具体给出了底升角为30°的圆锥从不同高度下落时砰击压力在圆锥体上的分布情况。

（2）研究了利用有限元分析软件ABAQUS模拟三维圆柱体以及不同底升角情况下的圆锥体结构的入水过程。通过该模拟过程，分析了三维结构入水过程中的砰击载荷情况，并具体给出了底升角为30°的圆锥体以不同初速度入水过程中砰击压力在结构体上的分布情况，并从三个方面具体分析了砰击过程中的结构响应问题，最后将试验与仿真的结果比较，验证了利用数值仿真技术研究砰击载荷及结构响应的可行性