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桩间距对冰荷载的影响与数值模拟研究
| 论文题名： | 桩间距对冰荷载的影响与数值模拟研究 |
| 关键词： | 破冰桩;桩间距;冰荷载;数值模拟;物理力学特性;应力传递 |
| 摘要： | 在寒冷区域，冰荷载是海工结构物设计的控制载荷。由于冰问题的复杂性，要准确可靠地确定冰荷载只靠理论的或半经验公式是难以实现的。因此，还要通过模型试验与数值模拟计算的结合来探讨冰与结构物的作用。本文以模型试验为基础，进行了数值模拟计算方法的进一步探索和应用。 本文首先概要介绍了冰的物理力学特性，探讨了单桩及多桩冰荷载的几种研究方法及其现状。广泛查阅分析资料，总结冰与结构作用数值模拟方法的发展历程，进行了新型数值模拟方法的探索——使用ANSYS LS-DYNA显式动力有限元分析软件，用实体有限单元建立冰排与单桩的作用模型，用弹脆性材料模拟半无限大冰排，定义冰排与桩之间非线性接触，采用接触单元进行模拟计算，实现了冰排的失效破坏，得到了与试验和理论相近的冰排破坏过程和应力传递现象，在冰荷载的数值上也取得了很好的近似。 在单桩数值模拟取得一定进展的基础上，应用该方法进行了多桩桩间距对冰荷载影响的数值模拟研究，获得了不同桩间距的冰荷载值，在一定范围内得到了冰荷载与桩间距的关系曲线，并与试验结果进行了对比，取得了一定的相似性和拓展性，为以后的研究提供了参考。 最后，对ANSYS LS-DYNA软件模拟冰与结构作用提出了展望，作为数值模拟的新方法还有很大的发展前景，对于冰荷载与桩间距的关系也值得再做进一步的综合研究探讨。 |
| 作者： | 王春静 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 宋安 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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