船舶碰撞吸能实验平台及安全结构设计文献综述
2020-05-03 21:59:47
船舶是旅客和货物运输的重要手段,船舶每年的货物运输量占世界货运量的80%以上。随着航运业的发展,海事发生的频率呈上升趋势,而其中碰撞事故仍占相当大的比重。
船舶碰撞是指船舶在海上或者与海相通的可航水域发生接触造成损害的事故,它往往会引起灾难性的后果,例如人员伤亡,船只沉没,甚至环境污染等。引起船舶碰撞事故的原因有很多种,许多国家的研究者都试图寻找可以避免船舶发生碰撞事故的方法。目前,由于人为因素的影响,船舶碰撞事故还不可能完全杜绝。
海难事故统计表明,船舶碰撞事故发生率一直居各类海难事故的前列,碰撞事故带来的后果一般也是灾难性的。船舶碰撞,不但损坏船体、危及货物,严重者甚至造成船毁人亡、污染海洋。例如2018年1月6日的“桑吉”号东海撞船事故,造成13.6吨凝析油持续泄露燃烧爆炸,3名船员死亡。29名船员失联的后果。
船舶碰撞问题的研究涉及到多学科、多领域。船舶结构的碰撞分析需要综合结构动力学、断裂力学、塑性力学、材料力学和水动力学等众多门类的知识,还需要掌握一定的有限元使用技术和理论分析水平。船舶碰撞过程具有各种非线性特征,如几何非线性、运动非线性、接触非线性和材料非线性等,整个过程持续的时间比较短,通常在 0.1-10 秒之间。发生碰撞的船体区域可能位于流场之中,因此,严格来说,船舶碰撞问题也是一个流固耦合或水弹性的问题,其相关理论对问题的研究也是很有帮助的。
如果在船上装有能减轻碰撞效果的吸能装置,那么必然会减轻碰撞损失,从而大幅提升航运的安全性。解决船舶碰撞的有效手段之一是设计船舶耐撞结构。
目前,国内外学者提出了一系列方法研究分析船舶的碰撞性能,同时设计了多种适用于船舶的耐撞结构形式,但是缺少一个系统的对于船舶碰撞来进行研究的一个平台,很难将这些结构系统地综合起来。本文主旨在于提出一个用于进行船舶碰撞吸能实验的实验平台,使船舶安全结构的效果以直观的形式呈现出来,方便人们对于船舶安全结构的检验,并建立一套为乘客提供安全保护的耐冲击吸能船体设计方法和船舶碰撞安全评判准则。
船舶是旅客和货物运输的重要手段,船舶每年的货物运输量占世界货运量的80%以上。随着航运业的发展,海事发生的频率呈上升趋势,而其中碰撞事故仍占相当大的比重。
船舶碰撞是指船舶在海上或者与海相通的可航水域发生接触造成损害的事故,它往往会引起灾难性的后果,例如人员伤亡,船只沉没,甚至环境污染等。引起船舶碰撞事故的原因有很多种,许多国家的研究者都试图寻找可以避免船舶发生碰撞事故的方法。目前,由于人为因素的影响,船舶碰撞事故还不可能完全杜绝。