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船舶撞击下人字闸门的动力反应分析
| 论文题名： | 船舶撞击下人字闸门的动力反应分析 |
| 关键词： | 人字闸门;附加质量;碰撞冲击;动力反应;船舶撞击;船闸 |
| 摘要： | 船闸人字闸门本身是一种比较复杂的空间梁板结构，其组合形式根据不同的工程情况而复杂多样。闸门设计的主要方法是将各构件简化成平面杆件，采用结构力学方法计算，但这种方法不能反映出闸门的空间整体工作性能。从现有的文献资料看来，对水工闸门受冲撞而产生振动的研究和应用成果尚不多见。本文基于大型通用软件ANSYS，结合实际工程淮安三线船闸人字闸门所涉及的关键问题，分析了人字闸门的受力特点和工作方式，建立了三维结构仿真模型，并对人字闸门在船舶撞击作用下的动力响应做了研究。具体内容如下： 1．研究选择了基于ANSYS的能反映闸门各构件真实工作状态的单元模式，根据人字闸门的受力特点和工作方式，建立了人字闸门的三维结构有限元模型。 2．介绍了撞击动力学和动力有限元的基本理论，根据结构和水体动力相互作用的理论，建立了水体和闸门相互作用求解方程，研究了ANSYS的二次开发技术，利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编制了基于ANSYS的动水压力附加质量求解程序。 3．根据淮安三线船闸人字闸门的工作特点，利用本文提出的人字闸门的建模方法，建立其精细有限元模型，并根据本文提出的计算方法对淮安三线船闸人字闸门进行在船舶撞击下的动力特性计算。分析了不同水位下的人字闸门的自振特性和在不同撞击位置、不同撞击方向、不同水深条件下的振动规律。提出一些有益建议。 4．详细分析了撞击荷载作用下闸门主要构件(面板、主梁、纵梁和A、B杆)的应力、变形规律，校核了人字闸门的强度和刚度。计算结果表明，撞击点应力较大，已超出材料容许强度，将发生屈服破坏，但由于属于应力集中，影响范围很小，对闸门整体强度和刚度影响不大，闸门整体的强度是满足设计要求的。撞击部位可通过布置护舷等构件防护，对主梁和纵梁不至引起不可恢复的变形而造成破坏。闸门的整体稳定性能够得到保证。 |
| 作者： | 沈波 |
| 专业： | 水工结构工程 |
| 导师： | 张燎军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河海大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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