船舶舷側(cè)構(gòu)件幾何尺寸優(yōu)化分析

李丹　曹愛霞　石曉

【摘 要】船舶在碰撞過程中抵御沖擊載荷的能力稱之為耐撞性。增強結(jié)構(gòu)的耐撞性可以從改善船體舷側(cè)結(jié)構(gòu)形式的方式入手。本文通過響應(yīng)面法，以單位質(zhì)量結(jié)構(gòu)吸能能力的最大值為優(yōu)化目標，以舷側(cè)部分板材以及骨材的幾何參數(shù)為優(yōu)化變量，計算在約束區(qū)間內(nèi)耐撞性的最優(yōu)解，給出舷側(cè)構(gòu)件幾何尺寸的優(yōu)化方案。

【關(guān)鍵詞】耐撞性；比吸能；響應(yīng)面法

0 前言

船舶在遭受撞擊之后，所具有的抵御撞擊船對它的沖擊作用的能力被稱為耐撞性。增強耐撞性能可以從以下兩個方面入手：

1）船體結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在撞擊過程中，被撞船的船體結(jié)構(gòu)由于發(fā)生變形損傷，使得撞擊船的沖擊能量以被撞船變形能的形式得到耗散[1]。因此，可以通過改善船體結(jié)構(gòu)形式的方法提高結(jié)構(gòu)的耐撞性能。一方面，可通過優(yōu)化舷側(cè)主要構(gòu)件的尺寸。另外亦可以通過添加使用耐撞性材料的方式，例如蜂窩材料[2]、高分子聚合物、泡沫填充物[3]、復(fù)合材料以及金屬等材料的運用[4]。同時，也有學(xué)者提出了耐撞性能更為優(yōu)良的新的船體形式，如王自力[5]、Naar[6]、Klanac[7]、張瑋[8]、Hogstr？觟m[9]等。

2）護舷裝置的設(shè)置

為了提升船體結(jié)構(gòu)的耐撞性，除了從改善船體自身結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，還可采用在主要部位設(shè)置護舷裝置的方式。通過防撞裝置產(chǎn)生的大變形來吸收撞擊船的沖擊載荷，從而減輕被撞船的結(jié)構(gòu)損傷。

本文從增強結(jié)構(gòu)耐撞性的第一種方法入手，通過響應(yīng)面優(yōu)化算法，給出了船體舷側(cè)結(jié)構(gòu)在構(gòu)件尺寸變化的情況下耐撞性的最優(yōu)解。

1 研究對象的選取

【參考文獻】

[1]姜金輝，王自力.船舶碰撞同步損傷過程研究[J].Cad/cam與制造業(yè)信息化， 2005（6）：53-55.

[2]孫京帥.蜂窩材料面內(nèi)沖擊吸能性能優(yōu)化及在電動汽車耐撞性設(shè)計中的應(yīng)用[D].大連：大連理工大學(xué)，2013.

[3]王自力，張延昌.基于夾層板的單殼船體結(jié)構(gòu)耐撞性設(shè)計[J].中國造船，2008， 49（1）：60-65.

[4]張宗華.輕質(zhì)吸能材料和結(jié)構(gòu)的耐撞性分析與設(shè)計優(yōu)化[D].大連：大連理工大學(xué)，2010.

[5]王自力，顧永寧.LPG 船的一種新型舷側(cè)耐撞結(jié)構(gòu)研究[J].船舶工程，2001，2： 12-14.

[6]Naar H， Kujala P， Simonsen B C， et al. Comparison of the crashworthiness of various bottom and side structures[J]. Marine Structures， 2002， 15（4）： 443-460.

[7]Klanac A， Ehlers S， Jelovica J. Optimization of crashworthy marine structures[J]. Marine Structures， 2009， 22（4）： 670-690.

[8]張瑋，楊樹濤，姚熊亮，等.十字隔板相對剛度對舷側(cè)結(jié)構(gòu)碰撞性能的影響[J]. 船舶工程，2009，31（B09）：17-20.

[9]Hogstr？觟m P， Ringsberg J W. Assessment of the crashworthiness of a selection of innovative ship structures[J]. Ocean Engineering， 2013， 59： 58-72.

[責任編輯：楊玉潔]

4.1 堅持實踐育人，通過高校思政實踐將理論和實際結(jié)合，用行動引導(dǎo)信仰

為幫助大學(xué)生了解國情，認識社會，增強愛國主義意識和振興中華的責任感，魯南高校充分發(fā)掘本土紅色資源，把高校思政理論與學(xué)習(xí)英雄人物、楷模事跡相結(jié)合，以沂蒙精神為重點，帶領(lǐng)學(xué)生走進孟良崮、走進大青山，把政治理論知識帶到戰(zhàn)役紀念地、帶到紅嫂的家鄉(xiāng)，同時，鼓勵大學(xué)生做力所能及的實踐，通過身體力行的活動來落實馬克思主義信仰和全心全意為人民服務(wù)的理念。

4.2 堅持主流信仰，用馬克思主義引領(lǐng)和整合社會多元信仰

馬克思主義與時俱進、批判精神、創(chuàng)新態(tài)度和超越意識的等理論品質(zhì)，支撐了當下國家發(fā)展與高校思政教育的理論自信。在大學(xué)生思政教育中，我們應(yīng)當把馬克思中國化的內(nèi)涵繼續(xù)深入，把符合國家利益的信仰拉進學(xué)生的寢室、課堂，讓馬克思主義的精神焦點融化在學(xué)生的日常生活，在實踐活動中體現(xiàn)，在理論課堂上討論，在交際活動中穿插，在日常行為中監(jiān)督。教師當以時事引導(dǎo)學(xué)生信仰的樹立，用輝煌成就說明觀點，用即時事件解釋內(nèi)涵，用案例故事揭示真理，用身教行動引領(lǐng)示范。

4.3 堅持新媒體教育，積極利用新媒體手段豐富教育形式

互聯(lián)網(wǎng)時代背景下新媒體在大學(xué)生生活中的滲透，使得它成為高校信仰教育不可或缺的平臺與資源。高校應(yīng)充分豐富信仰教育形式，將新媒體和信仰教育有效結(jié)合起來[4]：利用微信平臺等移動客戶端，將信仰教育的宣傳主題及電子教材推送到學(xué)生生活的時時處處，實現(xiàn)“教育+生活”無縫對接；通過貼吧、論壇、博客等渠道，帶動學(xué)生對社會熱點、學(xué)校話題進行理性討論，積極把政治、時事與生活、休閑結(jié)合起來，鋪墊學(xué)生信仰的思想基礎(chǔ)；利用微電影、隨手拍、專題APP等，拓展信仰教育的影音空間與原創(chuàng)形式，強化高校信仰教育的效度。

【參考文獻】

[1]梅萍，梁明明.大學(xué)生人生信仰狀況的調(diào)查與啟示[J].思想教育研究，2011（5）：104-105.

[2]黃展.大學(xué)生宗教信仰的狀況及其心理過程探究[J].心理教育，2012（5）：59-62.

[3]張果，李家富，孫楚航.大學(xué)生政治信仰教育的現(xiàn)狀、原則及路徑探析[J].思想政治教育研究，2010（6）：88-91.

[4]肖曉哲，劉正球.當代大學(xué)生信仰教育存在的問題及對策[J].教育探索，2014（7）：121-122.

[責任編輯：王偉平]