1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，随着海洋运输业的迅速发展，港口吞吐量的增加，船舶数量不断增加，沿海地区的海港，河港的规模也不断扩大，泊位数明显增多，船舶进出港的频率也明显增加。这些都无形中增加了船-舶、船-码头碰撞的风险，而这些风险会造成码头的结构损坏、船舶搁浅、船舶结构损伤、人员伤亡、环境污染等灾难性后果，造成大量的人力、物力、财产损失及社会问题。^[1]例如在船舶与码头的碰撞的过程中，在碰撞区域的船舷这些构件会在段时间内发生一系列的变化，例如屈曲、塑性变形褶皱和撕裂。^[2]因此研究如何尽可能的减少碰撞带来的损伤成为港口水工结构安全与可靠性具有非常重要的现实意义。一方面能够有利于结构在防碰撞方面的结构优化，另一方面还可以对各类船-舶、船-码头的碰撞事故进行评估和维修决策提供科学依据。^[3]

目前，在国内外理论研究中，研究与实例调查的焦点都主要集中在船舶的撞击动能、船舶对码头或防撞系统的能量吸收等方面。其中在船舶与码头的碰撞研究中，张颖采用ansys/ls-dyna程序建立有限元仿真模型，研究了结构刚度、船舶质量、初始速度、撞击角度以及橡胶护舷对高桩码头所受碰撞力的影响;^[4]在复合材料的研究领域中，周初阳，潘晋，吴亚峰，许明财等研究了钢蒙皮-蜂窝金属薄片夹芯、蜂窝玻璃纤维增强塑料夹芯这2类夹层板在低速在和冲击下的吸能效果、动态响应和损伤特征并进行了有效的对比分析，得出了玻璃纤维增强塑料夹芯式夹层板抵撞击力最大，并且玻璃纤维增强塑料夹芯能够提高整体的结构刚度。^[5]张延昌，王自力等利用有限元仿真软件msc/dytran分析了蜂窝式夹层板结构在冲击载荷下的撞击力、能量吸收、损伤变形得出了蜂窝式夹层板结构具有较好的耐撞性能。^[6]复合材料作为能量吸收的元件，而在其中纤维增强复合材料结构相比较传统的金属结构具有更为强大的能量吸收能力，压溃载荷分布也较为均匀。而这种新型的纤维增强复合材料的防撞系统能有有效的减少船-码头的碰撞接触时间，并且能够大幅度的减少冲击力，起到保护码头结构，减轻船舶的受损程度。^[7]而在解决碰撞问题的研究中，目前方法有简化分析法^[8]、试验研究法^[9]、有限元仿真法^[10]这三种方法中有限元仿真法与简化分析法运用较为普遍。龚俊杰等对复合材料夹层结构的耐撞性研究的薄弱环节也进行了较为深入的研究^[11]在结构耐撞性的结构种类上，很多学者提出了接种耐撞的结构形式，这些都很大的提高了结构整体的耐撞性，例如kitamura等提出了两种新的耐撞形式：波纹板和骨架板。这些结构在某些方面都很大的提高了船舶耐撞性能。^[12]

本次毕业论文主要是以复合材料夹层板结构为研究对象，基于ansys/ls-dyna^[13]软件进行复合材料在刚性撞头撞击下的碰撞数值仿真分析，通过分析选取设计参数，进行复合材料夹层板结构优化设计，通过对局部结构的碰撞分析研究，了解其能量吸收特性，获得具有较佳耐撞性的复合材料夹层板结构尺寸。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

（1） 搜集并查阅有关结构在碰撞计算、试验以及耐撞性研究等相关领域的文献资料（总篇数不少于15篇，其中英文文献不少于3篇），明确选题意义，了解目前防撞结构的常见形式以及各自的特点等，完成结构耐撞性相关领域的研究进展综述及开题报告。

（2） 开展复合材料夹层板在撞头冲击下的碰撞数值仿真分析。

3. 研究计划与安排

进度安排

1.第1-3周,查阅相关文献、图书或网络资料，明确整体内容与研究思路，形成初步的

复合材料耐撞性概念，完成开题报告及论文综述；

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献:

[1] 张淑华,孙曙光,江君. 基于ansys/ls-dyna船舶与高桩码头碰撞模拟[j]. 水道港口,2012,(04):337-341.

[2] 张文明,王涛,张华兵等.基于 ansys/ls-dyna 的船桥碰撞分析［j］.中国水运，2006，6（11）：21-23.zhang w m，wang t，zhang h b，et al. study on collisions between ships and bridges ［j］.china water transport magazing，2006，6（11）: 21-23.