船舶舷側構件幾何尺寸優化分析

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。增強結構的耐撞性可以從改善船體舷側結構形式的方式入手。本文通過響應面法，以單位質量結構吸能能力的最大值為優化目標，以舷側部分板材以及骨材的幾何參數為優化變量，計算在約束區間內耐撞性的最優解，給出舷側構件幾何尺寸的優化方案。

【關鍵詞】耐撞性；比吸能；響應面法

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）船體結構優化

在撞擊過程中，被撞船的船體結構由于發生變形損傷，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構形式的方法提高結構的耐撞性能。一方面，可通過優化舷側主要構件的尺寸。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]、復合材料以及金屬等材料的運用[4]。同時，也有學者提出了耐撞性能更為優良的新的船體形式，如王自力[5]、Naar[6]、Klanac[7]、張瑋[8]、Hogstr？觟m[9]等。

2）護舷裝置的設置

為了提升船體結構的耐撞性，除了從改善船體自身結構的角度出發，還可采用在主要部位設置護舷裝置的方式。通過防撞裝置產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構損傷。

本文從增強結構耐撞性的第一種方法入手，通過響應面優化算法，給出了船體舷側結構在構件尺寸變化的情況下耐撞性的最優解。

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與制造業信息化， 2005（6）：53-55.

[2]孫京帥.蜂窩材料面內沖擊吸能性能優化及在電動汽車耐撞性設計中的應用[D].大連：大連理工大學，2013.

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

[4]張宗華.輕質吸能材料和結構的耐撞性分析與設計優化[D].大連：大連理工大學，2010.

[5]王自力，顧永寧.LPG 船的一種新型舷側耐撞結構研究[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結構碰撞性能的影響[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合，用行動引導信仰

為幫助大學生了解國情，認識社會，增強愛國主義意識和振興中華的責任感，魯南高校充分發掘本土紅色資源，把高校思政理論與學習英雄人物、楷模事跡相結合，以沂蒙精神為重點，帶領學生走進孟良崮、走進大青山，把政治理論知識帶到戰役紀念地、帶到紅嫂的家鄉，同時，鼓勵大學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的理念。

4.2 堅持主流信仰，用馬克思主義引領和整合社會多元信仰

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

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互聯網時代背景下新媒體在大學生生活中的滲透，使得它成為高校信仰教育不可或缺的平臺與資源。高校應充分豐富信仰教育形式，將新媒體和信仰教育有效結合起來[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生生活的時時處處，實現“教育+生活”無縫對接；通過貼吧、論壇、博客等渠道，帶動學生對社會熱點、學校話題進行理性討論，積極把政治、時事與生活、休閑結合起來，鋪墊學生信仰的思想基礎；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.大學生人生信仰狀況的調查與啟示[J].思想教育研究，2011（5）：104-105.

[2]黃展.大學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.大學生政治信仰教育的現狀、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]