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波纹夹层桥梁防撞护舷耐撞性及设计方法研究
| 论文题名： | 波纹夹层桥梁防撞护舷耐撞性及设计方法研究 |
| 关键词： | 船舶防撞护舷;波纹夹层结构;优化设计;耐撞性能 |
| 摘要： | 船舶撞击桥梁的可能性和事故的严重性正随着船舶的数量增多和吨位增大而不断增大和增加，桥梁防撞设施的研发日益受到关注。针对目前桥梁防撞设施还没有设计标准的情况，本文进行了波纹夹层桥梁防撞护舷冲击性能分析，并基于船舶撞击能量提出设计方法，对标准化设计具有参考意义。首先采用数值方法分析，进行波纹夹层防撞护舷的耐撞性能影响因素分析，确定主要影响参数，并基于耐撞性指标对防撞护舷结构进行优化，获得吸能能力较好的防撞护舷结构形式，采用实船碰撞分析确定结构的吸能效果。根据船舶撞击能量要求提出波纹夹层防撞护舷的设计方法和准则，为该结构形式的设计提供参考。在此基础上，进行实船试验方案设计，为后期的实船碰撞试验提供依据。主要内容如下： 引入耐撞性指标，通过对防撞护舷进行准静态有限元计算，研究护舷整体的耐撞性能指标，同时改变护舷的结构，进行不同工况的准静态计算，以研究护舷的性能对这些不同结构形式和尺寸的敏感性，从而确定防撞护舷的优化设计参数，并用于优化设计。 依据前面分析得到的影响波纹夹层防撞护舷性能的主要因素，包括护舷的主尺度、波纹夹层的层数和各部分板材厚度等指标，通过正交实验法确定护舷的整体尺寸样本设计。提出一种基于能量的优化设计方法，选取耐撞性指标较优的板厚设计，以及满足吸能需求前提下整体刚度最低的板厚设计。通过数值方法模拟船舶撞击防撞护舷的动态过程，获得船舶撞击力，确定满足桥梁抗撞力标准的各种规格（抗500吨级、抗1000吨级、抗2000吨级）护舷，并总结出护舷的选型准则。 根据等效原则设计实船碰撞试验方案，并通过数值模拟计算验证方案的可行性。根据数值仿真分析结果，确定试验工况以及数据采集设备方案，为下一步实船碰撞试验提供依据。 |
| 作者： | 杨凯钧 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 许明财;鲍莉霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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