本文關(guān)鍵詞：基于船舶等效模型的船橋碰撞試驗(yàn)研究

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【摘要】：目前,國(guó)內(nèi)大部分橋梁船撞的研究主要集中在近海區(qū)域散貨船撞擊橋墩結(jié)構(gòu)的問(wèn)題,而對(duì)于內(nèi)河駁船撞擊橋墩結(jié)構(gòu)關(guān)注甚少�，F(xiàn)有靜力法難以反映駁船-橋墩兩者相互作用間的動(dòng)力特性,而精細(xì)化數(shù)值分析方法不能快速確定橋墩結(jié)構(gòu)被駁船撞擊后的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題�？s比例的模型試驗(yàn)因與原型之間相似性很難滿足,而存在一定困難。本文以內(nèi)河駁船為參考對(duì)象,建立基于駁船-橋墩相互作用的等效簡(jiǎn)化動(dòng)力模型,以及研究基于駁船撞擊橋墩的等效縮尺模型試驗(yàn)方法,實(shí)現(xiàn)利用簡(jiǎn)化動(dòng)力分析方法和模型試驗(yàn)研究駁船撞擊橋墩動(dòng)力響應(yīng)的目的。主要內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)以有限元法研究駁船撞擊橋墩的動(dòng)力響應(yīng)。建立典型的500DWT內(nèi)河駁船精細(xì)化有限元模型,分別撞擊不同截面形狀的剛性墩;同時(shí)開(kāi)展不同船艏形狀的駁船及散貨船碰撞剛性墻,對(duì)撞擊力時(shí)程曲線進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明:接觸碰撞力與橋墩的撞擊面形狀相關(guān),船艏接觸剛度與船舶的船艏形狀有關(guān)。(2)駁船撞擊橋墩的等效簡(jiǎn)化動(dòng)力分析方法的構(gòu)建。以美國(guó)AASHTO橋梁船撞指南中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)駁船為參照對(duì)象,通過(guò)對(duì)碰撞中的撞擊力、能量轉(zhuǎn)換和撞深等動(dòng)力響應(yīng)的分析,構(gòu)建以質(zhì)量-彈簧-阻尼體系模擬駁船-橋墩關(guān)系的等效模型,建立等效參數(shù)與碰撞雙方特征參數(shù)的關(guān)系和取值規(guī)律,形成橋梁船撞的簡(jiǎn)化動(dòng)力體系;同時(shí)建立與美國(guó)AASHTO規(guī)范中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)駁船的有限元模型,驗(yàn)證等效駁船橋梁船撞簡(jiǎn)化動(dòng)力體系的合理性和有效性。結(jié)果表明:構(gòu)建的等效駁船簡(jiǎn)化動(dòng)力分析計(jì)算結(jié)果與精細(xì)化數(shù)值分析結(jié)果很接近,并且計(jì)算效率顯著提高。(3)駁船撞擊橋墩的等效縮尺模型試驗(yàn)研究。最后基于簡(jiǎn)單相似理論開(kāi)展簡(jiǎn)化的等效駁船-橋墩碰撞體系的碰撞模型試驗(yàn),研究不同的接觸剛度、橋墩截面形式及橋墩抗推剛度對(duì)試驗(yàn)墩動(dòng)力響應(yīng)的影響;并以試驗(yàn)工況為原型,建立有限元模型開(kāi)展數(shù)值分析,驗(yàn)證數(shù)值模擬的正確性。結(jié)果表明:被撞試驗(yàn)墩的動(dòng)力響應(yīng)與等效駁船船艏剛度、橋墩的截面形式及橋墩的抗推剛度有關(guān),構(gòu)建的以試驗(yàn)工況為原型的數(shù)值分析結(jié)果與碰撞試驗(yàn)結(jié)果很接近,尤其是碰撞力。
【關(guān)鍵詞】：駁船 等效模型 數(shù)值分析 試驗(yàn)研究 動(dòng)力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U447;U676.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究的背景與意義9-10
• 1.2 橋梁船撞的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 橋梁船撞的計(jì)算理論10
• 1.2.2 橋梁船撞的計(jì)算方法10-14
• 1.3 橋梁船撞的試驗(yàn)研究14-16
• 1.3.1 國(guó)外橋梁船撞的試驗(yàn)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)橋梁船撞的試驗(yàn)研究現(xiàn)狀16
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 1.5 本文的技術(shù)路線18-19
• 第二章 內(nèi)河駁船撞擊橋墩數(shù)值模擬研究19-36
• 2.1 駁船特性19-21
• 2.2 單元屬性21
• 2.3 材料模型21-22
• 2.3.1 駁船材料模型21-22
• 2.3.2 被撞擊體材料模型22
• 2.4 接觸及摩擦系數(shù)定義22-23
• 2.5 500DWT駁船碰撞剛性墻的結(jié)果分析23-26
• 2.6 不同船艏結(jié)構(gòu)船撞擊力比較26-29
• 2.7 500DWT駁船撞擊不同截面形式的橋墩29-34
• 2.7.1 500DWT駁船撞擊矩形截面墩30-32
• 2.7.2 500DWT駁船撞擊圓形截面墩32-34
• 2.8 本章小結(jié)34-36
• 第三章 等效駁船—橋墩碰撞體系的參數(shù)研究36-64
• 3.1 等效模型的基本思路與方程36-38
• 3.1.1 基本思路36-37
• 3.1.2 基本方程37-38
• 3.2 等效模型的參數(shù)取值研究38-44
• 3.2.1 彈簧剛度系數(shù)K取值研究38-42
• 3.2.2 阻尼系數(shù)C取值研究42-44
• 3.3 精細(xì)化駁船模型與等效模型對(duì)比分析44-53
• 3.3.1 未考慮阻尼影響的等效模型45-51
• 3.3.2 考慮阻尼影響的等效模型51-53
• 3.4 等效模型的參數(shù)修正研究53-62
• 3.4.1 彈簧剛度系數(shù)修正研究53-62
• 3.5 本章小結(jié)62-64
• 第四章 等效駁船與橋墩碰撞試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)64-81
• 4.1 碰撞試驗(yàn)相似理論分析64-69
• 4.2 試驗(yàn)總體設(shè)計(jì)69-75
• 4.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>69-70
• 4.2.2 等效駁船模型設(shè)計(jì)70-71
• 4.2.3 橋墩模型設(shè)計(jì)71-73
• 4.2.4 橋墩底部固定設(shè)計(jì)73-74
• 4.2.5 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)74-75
• 4.3 試驗(yàn)橋墩模型的制作75-77
• 4.4 試驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容及布置77-80
• 4.5 本章小結(jié)80-81
• 第五章 等效駁船撞擊橋墩模型試驗(yàn)結(jié)果及分析81-111
• 5.1 不同船艏彈簧組剛度撞擊橋墩81-92
• 5.1.1 撞擊力對(duì)比82-85
• 5.1.2 橋墩動(dòng)位移響應(yīng)分析85-90
• 5.1.3 橋墩加速度響應(yīng)分析90-92
• 5.2 不同橋墩抗推剛度對(duì)撞擊效應(yīng)的影響92-100
• 5.2.1 撞擊力比較93-96
• 5.2.2 動(dòng)位移比較96-99
• 5.2.3 加速度比較99-100
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果對(duì)比100-109
• 5.3.1 有限元建模100-103
• 5.3.2 有限元計(jì)算結(jié)果分析103-109
• 5.4 本章小結(jié)109-111
• 第六章 結(jié)論及建議111-114
• 6.1 結(jié)論111-112
• 6.2 展望112-114
• 致謝114-115
• 參考文獻(xiàn)115-119
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果119

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本文編號(hào)：1020209