原文传递
船舶撞击桥墩有限元数值模拟及防撞装置设计研究
| 论文题名： | 船舶撞击桥墩有限元数值模拟及防撞装置设计研究 |
| 关键词： | 桥墩;船舶撞击事故;防撞装置;数值模拟 |
| 摘要： | 船-桥碰撞事故往往伴随着重大财产损失和人员伤亡。随着内河桥梁数量逐年增加和水上航运事业蓬勃发展，二者之间的矛盾更是不可避免，迫切需要对船-桥碰撞问题进行深入系统的研究。基于有限元技术的发展，数值模拟成为研究船-桥碰撞的主要手段。本文主要工作如下: 1、本文通过分析国内外船-桥碰撞事故，针对工程实例提出课题研究的目的和意义，介绍有限元模拟碰撞的基本原理和方法，对研究过程中所应注意的关键问题和数值模拟方法作了详细说明。 2、在对本文研究目的和研究理论熟悉的情况下，分多种工况对碰撞过程进行数值模拟，利用ANSYS/LS-DYNA建立船舶、桥墩模型并求解，LS-PREPOST进行后处理。主要研究影响船-桥碰撞结果的因素，包括船舶初始速度、船舶的刚度、桥墩钢筋的布置、碰撞时水位情况、碰撞角度等。数值模拟结果表明:船舶初始速度与撞击力峰值基本成正比，速度越大，船舶和桥墩的损害越严重;船舶刚度越大造成的撞击后果越严重，主要表现为撞击力和桥墩的损伤;桥墩钢筋作用可通过提高混凝土弹性模量近似模拟;碰撞时水位不同，撞击结果也不同;横桥向撞击结果比顺桥向撞击结果严重。 3、通过将软件模拟的结果与现有规范及经验公式计算的结果进行比较，发现各个规范都有其局限性，多数简化计算公式都以船舶质量和船舶速度作为主要参考变量，部分公式并未考虑速度对撞击结果的影响，在运用规范及经验公式计算撞击力时，应根据实际工程合理选取，且只作为参考较好，建议采用数值模拟取得更加确切的结果。 4、论文通过对撞击结果的研究，并根据桥墩结构形式设计相应的防撞装置，一种能够适应水位变化的钢套箱。对比船舶撞击不同刚度防撞装置的结果发现，防撞装置刚度越大，防撞效果越好，但是撞击船舶损坏越严重。 |
| 作者： | 左玉强 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王建国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
