基于钢-泡沫结构的双壳舷侧结构耐撞性能分析

孙 霞

(无锡交通高等职业技术学校船舶工程系，江苏 无锡 214051)

0 引言

在船舶碰撞的各种情况中，侧向碰撞多有发生，危险性最大，故舷侧结构的耐撞力评估具有重要意义。双壳舷侧结构是由各种构件组成的复杂空间结构，在碰撞过程中各个构件的损伤变形模式是各不相同的。研究表明，由于碰撞条件的不确定性，损伤变形模式有一定的随机性，很难用简单的公式将它们加以系统地分类。一般来说，外板和内壳板通常发生膜拉伸变形和撕裂破坏，肋骨主要呈现面内、面外弯曲变形模式，舷侧纵桁还可能出现腹板失稳现象，平台、强横框架则主要发生动态渐进屈曲 (或称压皱)破坏。

1 钢-泡沫结构船体结构设计

采用钢-泡沫结构的主要目的是为了吸收更多的碰撞动能，设计良好的能量吸收装置，可以使能量的耗散以受控制的方式进行。

钢－泡沫结构参数主要有:tc为泡沫的厚度;t1为上层钢板面板的厚度;t2为下层钢板面板的厚度;B为钢－泡沫结构的宽度;L为钢－泡沫结构的长度。如图1所示。

图1 钢－泡沫结构Fig.1 Composite sandwich plate

2 双壳舷侧结构的耐撞性能分析

2.1 碰撞结构有限元模型

本文以双壳333TEU集装箱船为研究对象，对其双壳舷侧结构进行数值仿真分析。其主要参数见表1，图2为该船典型中横剖面图。

表1 双壳333TEU集装箱船的主要参数Tab.1 Principle features of 333TEU container ship

图2 双壳333TEU集装箱船舷侧结构Fig.2 Structure of double side of 333 TEU container ship

本部分主要研究双舷侧结构的耐撞性能。被撞船双舷侧结构如图2所示，型深方向取1 m至甲板、船长方向取5个强肋距……