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船桥碰撞机理及桥墩防护装置研究
| 论文题名： | 船桥碰撞机理及桥墩防护装置研究 |
| 关键词： | 船桥碰撞;防撞装置;数值仿真;显式非线性有限元;能量吸收 |
| 摘要： | 航运中船舶碰撞桥梁所造成的后果往往是灾难性的,此类事故的频繁发生已引起船舶界与桥梁界的普遍关注.近年来围绕桥梁防船撞的研究已广泛展开,重点是探讨两大问题:其一是碰撞过程中构件的损伤特性和能量吸收机制;再者是桥梁防撞措施的有效性与实用性.船舶碰撞过程是一种复杂的非线性动态响应过程,碰撞区域构件一般都将迅速超越弹性阶段而进入塑性流动阶段,并可能出现屈曲、撕裂等各种形式的破坏或失效,且碰撞过程中存在多种不确定性因素,因此通过建立一个精确的数学模型而使该问题得到完全解析是不可能的.随着非线性有限元技术的日益完善和计算机硬件水平的不断提高,对碰撞过程进行数值仿真计算越来越成为解决船碰过程中相关问题的有效途径.本文主要围绕碰撞力学机理与能量吸收机制两大问题,在对碰撞计算机仿真模拟的关键技术进行了研究与探讨的基础上,通过大型通用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对一艘2000吨级散货船横桥向正撞广东某大桥桥墩防撞钢套箱这一碰撞实例进行了仿真计算,分析了碰撞中构件吸能特性与能量耗散规律,比较了结构形式的不同对能量吸收效果的影响,给出了对结构进行优化改进的相关措施.全文的主要研究工作如下:1.对船桥碰撞的力学机理进行了消化吸收,分析讨论了数值仿真计算中的关键技术,重点围绕显式有限元法的基本控制方程、有限元离散方程、材料应变率敏感性及摩擦力的影响等问题进行展开.2.研究了船舶及防撞套箱模型化处理的相关方法,比较了船舶不同简化方法的精确性,讨论了船碰过程中流体介质的影响并对处理这种影响的方法提出了新的观点.3.利用有限元数值仿真技术对船-防护装置的碰撞过程进行了仿真计算分析,得出了碰撞中构件吸能特性与能量耗散规律.4.计算分析了不同的结构形式在碰撞过程中的动力响应,比较了结构刚度的变化对碰撞动能吸收效果的影响,给出了对结构进行易吸能、强耐撞的改进意见. |
| 作者： | 罗荣 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 吴卫国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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