本文關(guān)鍵詞：橋墩受船舶撞擊問(wèn)題力學(xué)模型及動(dòng)力響應(yīng)研究

  更多相關(guān)文章： 橋墩 船舶 力學(xué)模型 動(dòng)力響應(yīng) 撞擊力 有限元模型

【摘要】：近年來(lái),隨著我國(guó)水陸交通快速發(fā)展,船舶和橋梁的數(shù)量和規(guī)模都在不斷增大。橋墩作為將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給基礎(chǔ)的下部結(jié)構(gòu)物,其受到船舶撞擊事故也越來(lái)越頻發(fā)。船橋撞擊事故會(huì)給人民生命和財(cái)產(chǎn)造成很大損失,因此橋墩受船舶撞擊問(wèn)題已成為學(xué)術(shù)界和工程界共同關(guān)注焦點(diǎn),特別是針對(duì)撞擊力估算及橋墩防撞設(shè)計(jì)升級(jí)方面。本文以碰撞理論和有限單元法為基礎(chǔ),結(jié)合結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)學(xué)相關(guān)理論,構(gòu)造了橋墩受船舶撞擊問(wèn)題的力學(xué)模型,主要對(duì)撞擊過(guò)程的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)和撞擊力估算方面進(jìn)行研究分析。本文針對(duì)不同特點(diǎn)的橋墩結(jié)構(gòu),建立剛、柔性橋墩的撞擊力學(xué)模型,擬合得出了相應(yīng)的撞擊力簡(jiǎn)化計(jì)算公式。并基于非線性有限元軟件ANSYS/LS-DYNA建立了船舶撞擊橋墩的有限元模型,簡(jiǎn)述有限元仿真技術(shù)在船舶撞擊橋墩問(wèn)題上的應(yīng)用。本文的研究工作對(duì)船橋撞擊問(wèn)題的相關(guān)理論及撞擊力估算方法進(jìn)行了擴(kuò)展和充實(shí),相關(guān)結(jié)果能為橋墩的防撞設(shè)計(jì)及加固提供一定指導(dǎo)和參考。本文的核心內(nèi)容包括如下幾個(gè)方面：其一,剛性橋墩受船舶撞擊問(wèn)題：構(gòu)造撞擊系統(tǒng)的力學(xué)模型,建立撞擊系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,求得系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)結(jié)果和撞擊力結(jié)果的理論解析解。然后探討船舶質(zhì)量、船舶撞擊初速度、接觸彈簧剛度三個(gè)參數(shù)對(duì)撞擊力結(jié)果的影響。最后數(shù)值擬合出此類碰撞系統(tǒng)力學(xué)模型的撞擊力簡(jiǎn)化計(jì)算公式,并與相關(guān)規(guī)范公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。其二,柔性橋墩受船舶撞擊問(wèn)題：構(gòu)造撞擊系統(tǒng)的力學(xué)模型,建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程組,求得系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)和撞擊力結(jié)果的理論解析解。通過(guò)算例和有限元模擬結(jié)果對(duì)比,分析該算法和力學(xué)模型的正確性和有效性。然后探討了船舶質(zhì)量、船舶撞擊初速度、接觸彈簧剛度、軸向力四個(gè)參數(shù)對(duì)撞擊力結(jié)果的影響。最后數(shù)值擬合出此類碰撞系統(tǒng)力學(xué)模型的撞擊力簡(jiǎn)化計(jì)算公式,并與相關(guān)規(guī)范公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。其三,基于非線性有限元軟件ANSYS/LS-DYNA下的船橋碰撞模型數(shù)值仿真分析：建立船舶撞擊橋墩的有限元模型,計(jì)算船舶及橋墩相關(guān)動(dòng)力響應(yīng)和撞擊力結(jié)果。最后,基于有限元模型撞擊力計(jì)算結(jié)果,與本文數(shù)值擬合簡(jiǎn)化公式以及各國(guó)相關(guān)規(guī)范公式的撞擊力計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析,對(duì)本文的橋墩受船舶撞擊問(wèn)題分析求解方法、撞擊力估算方法進(jìn)行評(píng)價(jià)和總結(jié),并對(duì)橋墩防撞設(shè)計(jì)和后續(xù)研究,提出自己的見(jiàn)解和認(rèn)識(shí)。
【關(guān)鍵詞】：橋墩 船舶 力學(xué)模型 動(dòng)力響應(yīng) 撞擊力 有限元模型
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U441;U661.4

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉建成,顧永寧;船-橋碰撞力學(xué)問(wèn)題研究現(xiàn)狀及非線性有限元仿真[J];船舶工程;2002年05期

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本文編號(hào)：724518