由于汽車高速碰撞橋墩的事故后果嚴(yán)重,可能會(huì)破壞橋墩的結(jié)構(gòu),影響橋墩的使用壽命。因此,研究橋墩受到汽車碰撞可能會(huì)出現(xiàn)的損傷機(jī)理、汽車碰撞橋墩碰撞力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法以及橋墩防車撞的裝置在理論與工程實(shí)際方面都具有重要意義。本文圍繞著汽車碰撞橋墩這一課題主要做了以下工作:(1)介紹了汽車碰撞橋墩的研究現(xiàn)狀、ANSYS/LS-DYNA的應(yīng)用步驟、相關(guān)的計(jì)算理論。同時(shí)也介紹了接觸算法的三種方法,沙漏能控制的注意事項(xiàng)以及本文用到的單元類型和本構(gòu)模型。(2)建立等效汽車碰撞橋墩的有限元模型,驗(yàn)證了等效汽車模型的合理性,并與剛體汽車的碰撞結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)一步說明等效汽車的碰撞更接近實(shí)際情況。對(duì)等效汽車在不同速度的情況下從能量、碰撞力、位移等角度對(duì)橋墩進(jìn)行了分析,也從應(yīng)力角度對(duì)橋墩易出現(xiàn)局部破壞的部位進(jìn)行了分析,并得出了不同速度下,橋墩不同的部位產(chǎn)生的損傷情況。(3)介紹了相關(guān)規(guī)范提供的理論模型以及計(jì)算方法,結(jié)合其他學(xué)者給出的修正公式對(duì)碰撞力進(jìn)行計(jì)算,并與等效靜力計(jì)算方法的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比進(jìn)行相互驗(yàn)證。采用了將汽車碰撞橋墩視為勻減速過程的一種碰撞力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法,通過與等效靜力計(jì)算的結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了這種方法的合理...

【文章頁(yè)數(shù)】：103 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 汽車碰撞橋墩機(jī)理的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 試驗(yàn)研究
        1.2.2 理論研究
        1.2.3 數(shù)值模擬
        1.2.4 相關(guān)規(guī)范
    1.3 橋墩防撞措施的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 橋墩防船撞的裝置介紹
        1.3.2 橋墩防車撞的裝置分類
        1.3.3 橋墩防車撞裝置性能的研究
    1.4 存在的問題
    1.5 本文主要的研究?jī)?nèi)容和工作
第2章 有限元數(shù)值模擬的計(jì)算理論
    2.1 ANSYS/LS-DYNA的介紹
    2.2 非線性有限元計(jì)算理論的介紹
        2.2.1 非線性有限元控制方程
        2.2.2 顯示中心差分算法
    2.3 接觸算法
    2.4 沙漏能的控制
    2.5 單元類型
    2.6 材料模型
        2.6.1 混凝土材料模型
        2.6.2 鋼筋材料模型
    2.7 本章小結(jié)
第3章 汽車碰撞橋墩的有限元分析
    3.1 引言
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 汽車模型
        3.2.2 橋墩模型
        3.2.3 網(wǎng)格劃分
        3.2.4 邊界條件
        3.2.5 定義接觸
    3.3 有限元模擬分析
        3.3.1 汽車模型的驗(yàn)證
        3.3.2 與剛體汽車的對(duì)比
        3.3.3 能量時(shí)程變化
        3.3.4 碰撞力時(shí)程變化
        3.3.5 位移時(shí)程變化
        3.3.6 應(yīng)力時(shí)程變化
    3.4 本章小結(jié)
第4章 汽車碰撞橋墩的簡(jiǎn)化計(jì)算方法
    4.1 引言
    4.2 相關(guān)規(guī)范的介紹及對(duì)比
    4.3 碰撞力的等效靜力計(jì)算
        4.3.1 一次碰撞與二次碰撞
        4.3.2 等效靜力計(jì)算方法
        4.3.3 碰撞力的等效靜力計(jì)算
        4.3.4 碰撞力的簡(jiǎn)化計(jì)算
        4.3.5 簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果與各國(guó)規(guī)范對(duì)比
    4.4 本章小結(jié)
第5章 橋墩防車撞裝置的研究
    5.1 引言
    5.2 橋墩防車撞裝置的設(shè)計(jì)原則
    5.3 橋墩防撞裝置的設(shè)計(jì)
        5.3.1 橋墩防撞材料的介紹及選取
        5.3.2 橋墩防撞模型的建立
        5.3.3 定義接觸
    5.4 有限元模擬分析
        5.4.1 不同PU材料對(duì)防撞效果的影響
        5.4.2 不同鋼板厚度對(duì)防撞效果的影響
        5.4.3 不同PU材料厚度對(duì)防撞效果的影響
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3862837