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船墩防撞系统碰撞力学仿真初步研究
| 论文题名： | 船墩防撞系统碰撞力学仿真初步研究 |
| 关键词： | 跨江桥梁;墩台结构;船桥碰撞;桥梁荷载;船墩防撞系统 |
| 摘要： | 经济的发展带动了交通运输业的发展，交通运输业的发展又更加的促进了经济的发展。就在经济与交通相辅相承高速发展的时期，越来越多跨江跨河大跨径桥梁出现的同时，船舶撞击桥梁的事故时有发生，在每一起船撞桥事故中都会带来灾难性的结果，除了人员伤亡和巨大的经济损失外，由交通线的中断和堵塞所带来的间接经社会影响更是难以估量的。因此，研究船舶撞击桥梁的问题是当前刻不容缓必须解决的问题，近年来，国内外大量的学者已经围绕此问题进行了广泛的研究。船桥碰撞在很短的时间内发生巨大荷载的作用，是非常复杂的动态非线性的响应过程。在碰撞区域各构件将迅速超越弹性阶段进入流塑性阶段，并伴有材料的屈曲、撕裂等各种形式的失效和破坏，而且还存在很多不确定的影响因素，因此很难通过建立精确的数学模型对这一过程进行模拟。随着非线性有限元技术的发展和计算机水平的提高，通过各种有限元软件对船撞桥过程进行模拟成为解决此问题的有效途径。 本文将围绕碰撞力学机理和撞击过程中能量的吸收两大问题，运用ls-dyna软件对碰撞过程进行全程模拟。通过模拟多艘不同吨级船舶，不同的速度撞击桥梁，分析碰撞过程中各构件的动力响应，通过修改影响碰撞机理的各要素，研究防撞设施的优化方案。主要研究内容包括：①回顾船舶碰撞机理、船桥碰撞及桥墩防护装置的研究发展情况；②系统地介绍目前防撞设施的种类以及对各个防撞设施的功能；③对动态非线性有限元的基本理论进行了综述，对用于本文动态非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA作了全面的介绍，并对有限元分析中接触这一关键技术进行了详细的阐述；④综述了目前应用于冲击荷载下的本构模型的工作机理，以及对几种常用与有限元软件中的本构模型作了比较；⑤建立有限元模型分析动态非线性的碰撞过程，考虑质量、速度大小的因素，通过比较研究推出简化的船舶撞击桥梁最大撞击力的有效公式，并与显示规范中公式作比较；进一步研究影响防撞系统优劣性能的因素，为防撞系统的发展方向做出一定的参考。 |
| 作者： | 刘玉 |
| 专业： | 防灾减灾工程与防护工程 |
| 导师： | 肖光宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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