气垫船首冲砰击载荷作用下船底结构瞬态响应分析

2012-08-21佟福山

舰船科学技术 2012年11期

曲鹏，佟福山

(哈尔滨工程大学，黑龙江哈尔滨 150001)

0 引言

气垫船在高速航行过程中常会出现船首底部出水及上浪等情况，会在船首底部区域产生砰击现象。当波浪冲击船底时气垫船将产生较大的垂向加速度、总纵弯矩，引发严重破坏。尤其当今气垫船技术的发展日渐加快，航速及性能不断提高的同时砰击造成的后果更加明显。目前，大量国内外船舶的损伤报告显示，造成船底局部结构失稳及破坏的主要原因之一即为船体与水面及波浪上浪的砰击载荷。所以，在气垫船的设计过程中对于计算砰击载荷下的结构强度已成为一项安全审核标准［1］。砰击往往是船舶减速的主要原因，根据衡准［2］当船舶经过的100个波浪中，发生超过3次或以上砰击时，船长应主动减速避免发生局部结构屈曲甚至破坏。

瞬态载荷［3］的产生通常来自于船舶在高速航行状态时底部及水线以下的出水部分与水面发生的碰撞，这种现象对于气垫船等具有较平坦底部的特种船舶效果尤其明显。

本文将俄罗斯设计生产的全垫升式气垫船作为母型船，该船底部采用了结构较密的加筋板板格式结构，中国船级社在《内河高速船入级与建造规范》(2002)及《海上高速船入级与建造规范》(2002)修改通报中均提出了密加筋［4］的结构形式。目前对于气垫船，纵骨架式和密加筋式2种结构在砰击载荷作用下的瞬态响应仍缺乏对比分析。