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船舶与桥梁碰撞有限元数值模拟分析
| 论文题名： | 船舶与桥梁碰撞有限元数值模拟分析 |
| 关键词： | 船桥碰撞;损伤程度;破坏机理;有限元仿真;航行安全 |
| 摘要： | 随着国家经济发展的提速，交通运输业也越来越繁忙，随之出现了许多横跨在江河上的大型桥梁，并且船舶建造工艺的提升，使得船只的吨位和数量不断增加，在直接导致了船舶与桥梁碰撞的事故日益增多。船舶碰撞通常会造成船壳破裂、燃料泄漏以至污染海洋环境、人员和财产的损失等严重后果。据相关统计资料表明，近年来，世界上发生的船桥碰撞、船舶与礁石碰撞、船舶与船舶相撞等事故已发生100余次，另有约10％的船舶因碰撞造成了严重的损坏而沉没。目前船舶碰撞这一课题已经引起了世界各国的广泛关注，深入开展船桥碰撞理论的研究，对保障船舶的安全性有重要的理论和现实意义。本文主要包括以下几个方面: 1、通过分析国内外船舶与桥梁碰撞事故，提出课题研究的目的和意义，介绍有限元仿真模拟的基本原理和方法，对研究过程中的关键步骤和数值模拟时船舶与桥梁的重要参数设置进行了详细的说明。 2、在对本文研究目的和研究理论熟悉的情况下，分多种工况对船桥碰撞过程进行数值仿真模拟，利用ANSYS/LS-DYNA建立船舶、桥梁模型并求解，Hypermesh与LS-PREPOST分别进行前、后处理。主要研究不同因素对船舶与桥梁碰撞结果的影响，其因素包括船舶初始速度、碰撞时水位高低、碰撞角度、船舶的载况等。通过有限元数值模拟分析进一步了解在不同工况下，各个因素对船舶损伤程度的影响，进而阐述被撞船舶的破坏机理。 3、运用规范中的经验公式计算得到碰撞时的最大撞击力，再读取数值模拟得到的撞击力时程曲线中最大撞击力，对两个结果进行比较，并且分析了运用经验公式计算时可能忽略的相关因素。 4、将船舶全仿真模型分别与全桥模型和简化桥梁模型进行碰撞分析对比，分析了模型简化对碰撞结果的影响。船舶模型通常只建立船艏部分，桥梁只建立桥墩部分，这样虽然可以大量的节约计算成本，但是其简便之余，难免会产生误差。为了尽量准确的分析计算整个碰撞过程，本文选取的整船和整桥模型显得非常必要。 |
| 作者： | 尹希奇 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 杨刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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