原文传递
桥梁复合材料防车撞结构的设计与耐撞性研究
| 论文题名： | 桥梁复合材料防车撞结构的设计与耐撞性研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;防车撞装置;纤维增强复合材料;耐撞性 |
| 摘要： | 我国的桥梁防车撞设计主要参考国外相关规范，但最近几年AASHTO提高了桥梁抗撞力要求，而目前国内规范还没有进行修订。因此，在修改现有桥梁抗撞规范前，有必要采用一种安全可靠的桥梁防车撞设施来降低汽车对桥墩的撞击力，解决目前桥梁抗撞力小于汽车撞击力的问题。 纤维增强复合材料具有密度低、比强度高和耐腐蚀等优良的特点，在汽车和航空防撞结构等领域具有广泛的应用。因此，本文选取了以纤维增强复合材料为主的蜂窝型结构作为桥梁防车撞装置，并进行耐撞性研究。 首先，在考虑实际生产工艺的基础上，应用数值模拟对不同铺层方式的复合材料层合板的耐撞性进行了比较研究，获得了具有相对较好的耐撞性的基本铺层方式和铺层厚度等设计参数。根据实际桥墩尺寸初步确定钢覆加筋复合材料防车撞结构材料和基本型式，并进行了非线性数值仿真分析，研究表明所设计的结构具有良好的耐撞性。 然后，以钢覆加筋复合材料防车撞结构为研究对象，设计了台车-结构碰撞试验方案，进行了低速碰撞试验，并将撞击力、比吸能和撞深等耐撞性指标与仿真计算结果进行对比，并进行了误差分析。结果表明：在试验条件和生产工艺等的影响下试验和仿真结果存在一定的误差，但仿真方法在设计过程中具有较大的参考价值。 最后，根据上述研究成果对原结构进行了改进设计。采用局部灵敏度分析方法分析对轻质夹层复合材料防车撞结构的设计变量进行了灵敏度分析，采用均匀试验设计、响应面代理模型和遗传算法对结构进行了优化和分析。研究结果表明：最终优化的设计变量值能够在保证结构足够的耐撞性的条件下有效降低防撞成本。总的来说，本文的优化设计方法能够提高设计效率，桥梁复合材料防车撞结构具有较好的安全可靠性和经济性，便于在实际工程中进行推广应用。 |
| 作者： | 吴亚锋 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 潘晋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
