王少华 董良雄 杨意 陈天然

【摘 要】 为探究船舶因碰撞而对船舶推进轴系运动特性所造成的影响，利用有限元方法对碰撞后的船舶推进轴系运动进行数值仿真，分析船舶发生碰撞时冲击力对轴系支撑的损伤，研究碰撞损伤后的轴系安全转速范围。结果表明：船舶在碰撞过程中所受的冲击力能够引起船舶轴系运动特性的改变，且冲击力过大会造成船舶轴系的损伤甚至断裂；船舶若须继续航行则应控制在合理航速范围内，避免因冲击力而对船舶轴系造成二次损伤。

【关键词】 船舶损伤；轴系损伤；稳定性；冲击力

0 引 言

船舶碰撞事故在航海事故中占据较大比例，且一旦发生碰撞，就会对船舶的各组成部分造成损伤，尤其是对船舶的推进系统损伤更甚。推进系统是船舶重要的组成部分，其损伤大多数是由船舶碰撞时产生的瞬时冲击力造成的。姜兴家等[1]研究了船舶碰撞位置和撞击初速度对船舶碰撞损伤的影响；张怀跃[2]基于有限元方法对船舶碰撞时的冲击力进行分析。以上研究都未涉及船舶发生碰撞轴系受到冲击力后其安全转速的研究，因此探究船舶发生碰撞时的冲击力不仅可以对碰撞后轴系运动状态进行分析，还可以基于碰撞后的轴系运动状态确定船舶合理的安全航速范围。

1 建立模型

船舶在发生撞击时会产生瞬时的冲击力，并会将此传递给正在高速旋转的轴系，造成轴系损伤。分析船舶轴系受到的瞬时冲击力不仅有利于轴系受损的研究，而且还有利于相应的船舶轴系保护措施的研究。……