由于汽車高速碰撞橋墩的事故后果嚴重,可能會破壞橋墩的結(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出現(xiàn)的損傷機理、汽車碰撞橋墩碰撞力的簡化計算方法以及橋墩防車撞的裝置在理論與工程實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)的計算理論。同時也介紹了接觸算法的三種方法,沙漏能控制的注意事項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)果進行對比,進一步說明等效汽車的碰撞更接近實際情況。對等效汽車在不同速度的情況下從能量、碰撞力、位移等角度對橋墩進行了分析,也從應(yīng)力角度對橋墩易出現(xiàn)局部破壞的部位進行了分析,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算方法,結(jié)合其他學者給出的修正公式對碰撞力進行計算,并與等效靜力計算方法的結(jié)果進行對比進行相互驗證。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化計算方法,通過與等效靜力計算的結(jié)果對比驗證了這種方法的合理...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：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 汽車碰撞橋墩機理的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 試驗研究
        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 本文主要的研究內(nèi)容和工作
第2章 有限元數(shù)值模擬的計算理論
    2.1 ANSYS/LS-DYNA的介紹
    2.2 非線性有限元計算理論的介紹
        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 汽車模型的驗證
        3.3.2 與剛體汽車的對比
        3.3.3 能量時程變化
        3.3.4 碰撞力時程變化
        3.3.5 位移時程變化
        3.3.6 應(yīng)力時程變化
    3.4 本章小結(jié)
第4章 汽車碰撞橋墩的簡化計算方法
    4.1 引言
    4.2 相關(guān)規(guī)范的介紹及對比
    4.3 碰撞力的等效靜力計算
        4.3.1 一次碰撞與二次碰撞
        4.3.2 等效靜力計算方法
        4.3.3 碰撞力的等效靜力計算
        4.3.4 碰撞力的簡化計算
        4.3.5 簡化計算結(jié)果與各國規(guī)范對比
    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)計原則
    5.3 橋墩防撞裝置的設(shè)計
        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材料對防撞效果的影響
        5.4.2 不同鋼板厚度對防撞效果的影響
        5.4.3 不同PU材料厚度對防撞效果的影響
    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



本文編號：3862837