文章标题：球鼻首结构与刚体和冰载荷的碰撞机理研究

文章作者：刘伯运¹, 周晓松², 陈如木¹, 张岳林²
关 键 字：球鼻首;耐撞性;动能;内能;有限元法;刚体;冰载荷;塑性失效
文章摘要：球鼻首耐撞性是船体结构意外极限状态设计和安全评估的重要内容，为了在相应的意外事件中结合相关准则评估结构吸能能力，结构耐撞性特征进行分析应当被充分考虑。本文基于非线性有限元法，对典型球鼻首结构与刚体和冰载荷的碰撞机理进行研究。结果表明，船首与刚体碰撞时，除与刚体接触的区域损伤失效外，甲板也产生了塑性变形，其挠度约为型宽的5.3%。无论与刚体还是冰载荷碰撞时，球鼻首外板的应力-时间曲线和内能-时间曲线都呈现出高度非线性，其振动周期约为4 ms。船首与冰载荷碰撞时，各构件的吸能大小顺序依次为主船体外板、球鼻首外板、甲板、纵向加强筋和横向加强筋。可见，在球鼻首耐撞性设计和预报中，球鼻首的振动、甲板的变形应被充分考虑，纵向加强筋的数目应被适当增加。