• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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等效分析法在分析老龄化船舶抗碰撞性能中的应用

胡锦文 张乃樑 尤小健 蔡如桦 程萍

王志华, 马宏伟, 赵隆茂, 杨桂通. 反分析法在泡沫金属材料动态性能实验中的应用[J]. 爆炸与冲击, 2006, 26(5): 410-415. doi: 10.11883/1001-1455(2006)05-0410-06
引用本文: 胡锦文, 张乃樑, 尤小健, 蔡如桦, 程萍. 等效分析法在分析老龄化船舶抗碰撞性能中的应用[J]. 爆炸与冲击, 2019, 39(7): 074201. doi: 10.11883/bzycj-2018-0143
WANG Zhi-hua, MA Hong-wei, ZHAO Long-mao, YANG Gui-tong. Application of the inverse analysis to the experimental study on dynamic behavior of metallic foam materials[J]. Explosion And Shock Waves, 2006, 26(5): 410-415. doi: 10.11883/1001-1455(2006)05-0410-06
Citation: HU Jinwen, ZHANG Nailiang, YOU Xiaojian, CAI Ruhua, CHENG Ping. Application of equivalent analysis to analyzing anti-collision performance of aged ships[J]. Explosion And Shock Waves, 2019, 39(7): 074201. doi: 10.11883/bzycj-2018-0143

等效分析法在分析老龄化船舶抗碰撞性能中的应用

doi: 10.11883/bzycj-2018-0143
基金项目: 国家能源局关键技术及装备研发项目(NY20150202)
详细信息
    作者简介:

    胡锦文(1988- ),男,硕士,高级工程师,2007.hujinwen@163.com

  • 中图分类号: O347; U662.2

Application of equivalent analysis to analyzing anti-collision performance of aged ships

  • 摘要: 为了简化评估结构疲劳损伤后的抗碰撞性能,仿照结构蠕变分析中的等时应力-应变曲线的思想,提出了一种基于应变等效的等效分析法,并与通常的一般分析方法进行了比较。对比分析结果表明:等效分析法与通常的一般分析方法模拟的结构最大抗破坏作用力几乎相同,并且两者模拟的结构破坏能相对误差较小。这验证了等效分析法的有效性,说明等效分析法可用于船舶全寿命期内抗碰撞性能的快速评估。
  • 图  1  疲劳损伤老龄化船舶抗碰撞冲击分流程图

    Figure  1.  Flowchart of anti-collision analysis for aged ship with fatigue damage

    图  2  通常船舶结构中典型的碰撞冲击

    Figure  2.  Typical collision of ship structures

    图  3  在工况1中的材料等效应力应变曲线

    Figure  3.  Equivalent stress-strain curves of material in the load case 1

    图  4  在工况2中的材料等效应力应变曲线

    Figure  4.  Equivalent stress-strain curves of material in the load case 2

    图  5  在工况3中的材料等效应力应变曲线

    Figure  5.  Equivalent stress-strain curves of material in the load case 3

    图  6  在工况4中的材料等效应力应变曲线

    Figure  6.  Equivalent stress-strain curves of material in the load case 4

    图  7  在工况5中的材料等效应力应变曲线

    Figure  7.  Equivalent stress-strain curves of material in the load case 5

    图  8  工况1下一般分析法与等效分析法结果对比

    Figure  8.  Comparison of the general simulation and the equivalent simulation in the load case 1

    图  9  工况2下一般分析法与等效分析法结果对比

    Figure  9.  Comparison of the general simulation and the equivalent simulation in the load case 2

    图  10  工况3下一般分析法与等效分析法结果对比

    Figure  10.  Comparison of the general simulation and the equivalent simulation in the load case 3

    图  11  工况4下一般分析法与等效分析法结果对比

    Figure  11.  Comparison of the general simulation and the equivalent simulation in the load case 4

    图  12  工况5下一般分析法与等效分析法结果对比

    Figure  12.  Comparison of the general simulation and the equivalent simulation in the load case 5

    表  1  疲劳损伤分析及碰撞分析工况

    Table  1.   The load cases of fatigue damage analysis and collision analysis

    工况疲劳工程应力幅/MPa循环次数极限循环次数碰撞冲击速度/(m·s–1)
    1397.51001 6800.5
    2496.950146
    380
    4596.21018
    515
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    表  2  不同工况下一般分析法与等效分析法结果对比

    Table  2.   Comparison of the general simulation and the equivalent simulation in the different load cases

    工况破坏能/J一般分析方法与等效分析法相对误差/%
    不考虑损伤的结构考虑损伤的一般分析方法考虑损伤的等效分析法
    163 64862 60561 3382.02
    257 49060 0494.45
    356 17756 2600.14
    456 83057 9001.88
    556 98454 2344.82
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  • [1] XUE K G, TORGEIR M. Long-term fatigue damage of ship structures under nonlinear wave loads [J]. Marine Technology, 2002, 39(2): 85–104.
    [2] 魏东. 舰船结构损伤剩余强度计算与安全评估 [D]. 上海: 上海交通大学, 1999: 67−85.
    [3] 郭爱宾, 邵文蛟. 船舶结构疲劳强度分析中的几个问题 [J]. 中国造船, 2000, 41(1): 52–59. DOI: 10.3969/j.issn.1000-4882.2000.01.008.

    GUO Aibin, SHAO Wenjiao. New technologies for fatigue strength analysis of ship structures [J]. Shipbuilding of China, 2000, 41(1): 52–59. DOI: 10.3969/j.issn.1000-4882.2000.01.008.
    [4] KAZUO T, TAKESHI H, KUNIAKI M. A prediction model for extremely low cycle fatigue strength of structural steel [J]. International Journal of Fatigue, 2007, 29: 887–896. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2006.08.001.
    [5] 王东海, 庄惠忠, 任惠龙, 等. 船体结构在非线性波浪载荷作用下疲劳累积损伤计算 [J]. 中国造船, 1999, 40(1): 59–67.

    WANG Donghai, ZHUANG Huizhong, REN Huilong, et al. Fatigue damage calculation of ship structures acted by nonlinear wave bending moments [J]. Shipbuilding of China, 1999, 40(1): 59–67.
    [6] 韩芸, 催维成, 黄小平, 等. 大型船舶结构的疲劳强度校核方法 [J]. 中国造船, 2007, 48(2): 60–67. DOI: 10.3969/j.issn.1000-4882.2007.02.008.

    HAN Yun, CUI Weicheng, HUANG Xiaoping, et al. Fatigue strength assessment of large-scale ship structures [J]. Shipbuilding of China, 2007, 48(2): 60–67. DOI: 10.3969/j.issn.1000-4882.2007.02.008.
    [7] 余小川, 唐永生, 李润培, 等. 8530TEU集装箱船船舯上甲板角隅疲劳寿命预估 [J]. 中国造船, 2006, 47(4): 101–105. DOI: 10.3969/j.issn.1000-4882.2006.04.016.

    YU Xiaochuan, TANG Yongsheng, LI Runpei, et al. Fatigue life predication of upper deck hatch corners in midship area of a 8530TEU container ship [J]. Shipbuilding of China, 2006, 47(4): 101–105. DOI: 10.3969/j.issn.1000-4882.2006.04.016.
    [8] XUE L. A unified expression for low cycle fatigue and extremely low cycle fatigue and its implication for monotonic loading [J]. International Journal of Fatigue, 2008, 30(10/11): 1691–1698. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2008.03.004.
    [9] 田雨, 纪卓尚. 低周疲劳损伤对老化船舶结构剩余极限强度的影响 [J]. 中国造船, 2010, 51(1): 115–120. DOI: 10.3969/j.issn.1000-4882.2010.01.014.

    TIAN Yu, JI Zhuoshang. Effect of low-cycle-fatigue damage on ultimate strength of aged ships [J]. Shipbuilding of China, 2010, 51(1): 115–120. DOI: 10.3969/j.issn.1000-4882.2010.01.014.
    [10] 李兆霞. 损伤力学及其应用 [M]. 北京: 科学出版社, 2002: 45−68.
    [11] LEMAITRE J. A continuous damage mechanics model for ductile fracture [J]. Journal of Engineering Material and Technology, 1985, 107(1): 83–89. DOI: 10.1115/1.3225775.
    [12] SEWERYN A, BUCYNSKI A, SZUSTA J. Damage accumulation model for low-cycle fatigue [J]. International Journal of Fatigue, 2008, 30(4): 756–765. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2007.03.019.
    [13] 李营, 吴卫国, 张磊, 等. 基于多轴应力损伤的薄板花瓣型破口形成机理研究 [J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(3): 554–559. DOI: 10.11883/1001-1455(2017)03-0554-06.

    LI Ying, WU Weiguo, ZHANG Lei, et al. Mechanism research of thin plate petaling under local loading based on multiaxial stress damage [J]. Explosion and Shock Waves, 2017, 37(3): 554–559. DOI: 10.11883/1001-1455(2017)03-0554-06.
    [14] MA C W, XUAN F Z, WANG Z D, et al. Isochronous stress-strain curves of low alloy steel crosss-weld-specimen at high temperature [J]. Acta Metallurgica Sinica, 2004, 17(4): 612–617.
    [15] The American Society of Mechanical Engineers. Rules for construction of nuclear power plant components [M]. New York: The American Society of Mechanical Engineers, 2007: 251−267.
    [16] 王自力, 顾永宁. 船舶碰撞动力学过程的数值仿真研究 [J]. 爆炸与冲击, 2001, 21(1): 29–34. DOI: 10.11883/1001-1455(2001)01-0029-06.

    WANG Zili, GU Yongning. Numerical simulations of ship collisions [J]. Explosion and Shock Waves, 2001, 21(1): 29–34. DOI: 10.11883/1001-1455(2001)01-0029-06.
    [17] 田雨. 船体结构低周疲劳损伤极限强度研究 [D]. 大连: 大连理工大学, 2010: 32−45.
    [18] 陈鹏宇, 侯海量, 吴林杰. 水下舷侧多层防护隔舱接触爆炸毁伤载荷特性分析 [J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(2): 283–290. DOI: 10.11883/1001-1455(2017)02-0283-08.

    CHEN Pengyu, HOU Hailiang, WU Linjie. Analysis of the damage load of the underwater contact explosion on multi-layered defend cabins [J]. Explosion and Shock Waves, 2017, 37(2): 283–290. DOI: 10.11883/1001-1455(2017)02-0283-08.
    [19] Det Norske Veritas. Fatigue assessment of ship structure [S]. Norway: Det Norske Veritas, 2003.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-26
  • 修回日期:  2018-07-20
  • 刊出日期:  2019-07-01

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