船舶碰撞往往会造成结构破损、货物泄漏、环境污染、人员伤亡等灾难性的后果。所以,无论是从安全上、经济上、还是从环境保护上来看,提高船舶抗撞性能都具有重要的意义。研究船舶力学和碰撞强度问题,不仅有利于海上生命安全,防止海洋污染,而且也可为规定航运繁忙区域中的船舶航速、操作规程以及解决海事纠纷提供依据。 船舶碰撞是在巨大冲击载荷作用下的一种复杂的非线性瞬态响应过程,它具有非常明显的动力特性,而且碰撞区构件一般都要迅速超越弹性阶段而进入塑性流动状态,并可能出现撕裂、屈曲等各种形式的破坏和失效。而且,在船舶碰撞过程中,还要受到很多因素的影响,比如,碰撞时的环境条件:风、浪、流影响;两船相撞时的相对位置和速度;碰撞部位。因此,船体碰撞力学分析研究是十分复杂的。 从1959年Minorsky在船舶碰撞领域做出开创性工作以来,到现在已经发展出多种研究方法用于船舶碰撞分析,包括经验方法、简化的解析方法、试验方法和有限元仿真方法等。其中,非线性有限元数值仿真方法是目前最为有效的方法之一,该方法在船舶碰撞事故的力学分析中正得到日益广泛的应用。 本论文就是利用有限元仿真方法建立了两船发生对中碰撞情况的有限元模型,模型中考虑了材料非线性、几何非线性等因素。在此基础上,对被撞船舷侧结构碰撞性能进行了研究,得到了被撞船舷侧各部分构件的损伤时序变形图,能量-碰撞船位移以及碰撞力-碰撞船位移关系曲线;讨论了不同的碰撞船质量、初速度以及碰撞位置对被撞船舷侧结构碰撞性能的影响,取得了舷侧结构碰撞性能的一般性结论;以非线性有限元程序的计算结果为基础,用抗撞性能指标(CRI)对实船舷侧进行了抗撞性能评估。