本文關(guān)鍵詞：基于Lagrange算法的高樁碼頭船舶作用動(dòng)力分析

  更多相關(guān)文章： 動(dòng)力數(shù)值分析 時(shí)間歷程曲線 撞擊力時(shí)程分布 位移變形 應(yīng)力分布

【摘要】：本文以重慶港果園二期作業(yè)區(qū)某框架碼頭結(jié)構(gòu)為實(shí)例,采用Lagrange算法,選取大型通用有限元軟件LS-DYNA建立了船舶與架空直立式框架碼頭的仿真模型。研究了撞擊力時(shí)程曲線、碰撞速度、碰撞角度、碰撞位置、船舶噸位、水位以及橡膠護(hù)舷對(duì)架空直立式碼頭動(dòng)力響應(yīng)的影響。得到的主要結(jié)論有:(1)動(dòng)力響應(yīng)分析結(jié)果表明:撞擊力時(shí)間歷程曲線為倒三角形正弦曲線,研究中用半正弦撞擊荷載來模擬船舶撞擊力比較合乎實(shí)際。撞擊力在0.6秒時(shí)達(dá)到最大值,再以較慢的速率減小到0。(2)碰撞速度、角度,船舶噸位對(duì)碼頭動(dòng)力響應(yīng)的影響:撞擊力峰值隨著這三者的增大而增大;在豎直方向,不同高度的X方向(撞擊力法向)位移值基本成等差數(shù)列,最高點(diǎn)處位移值最大;Z方向(撞擊力切向)位移并未隨著撞擊速度、撞擊角度增大而增大,其位移值在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。(3)碰撞排架位置、碰撞水位對(duì)碼頭動(dòng)力響應(yīng)的影響:碰撞中間排架時(shí)撞擊力較大,歷時(shí)較短;兩側(cè)排架時(shí)撞擊力較小,歷時(shí)較長。撞擊排架和其鄰近排架及碼頭前沿的總位移較大。處于同樣高度的所有控制點(diǎn)的Z方向位移時(shí)程曲線均相同。碰撞下面兩層水位時(shí),撞擊力峰值比碰撞上面三層時(shí)大。碰撞位置是最低水位時(shí),主應(yīng)力峰值明顯高于其他碰撞水位,船舶與碼頭�？奎c(diǎn)上面的單元的應(yīng)力曲線圖有著梯級(jí)分布的變化規(guī)律。(4)碼頭受力特性分析表明:橡膠護(hù)舷有效減小了撞擊力峰值,延緩了整個(gè)撞擊過程,但無橡膠護(hù)舷時(shí),撞擊力有限元計(jì)算結(jié)果過大,最大值為前者的7倍,碰撞持續(xù)時(shí)間為前者的九分之一。碼頭復(fù)合混凝土所受撞擊能曲線與碼頭鋼結(jié)構(gòu)所受撞擊能曲線的樣式幾乎一模一樣,前者大小是后者的10倍。各截面受力最大值對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn),各截面上的受力峰值并不是簡單的沿傳遞方向遞減,而是先減小后增加。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)力數(shù)值分析 時(shí)間歷程曲線 撞擊力時(shí)程分布 位移變形 應(yīng)力分布
【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)】：U656.113
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 概述11-12
• 1.2.2 水平承載樁計(jì)算研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 船舶碰撞碼頭研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究思路和內(nèi)容16-18
• 1.3.1 船舶作用研究存在的問題16
• 1.3.2 研究思路和內(nèi)容16-18
• 第二章 船舶撞擊碼頭的數(shù)值模擬分析理論18-28
• 2.1 拉格朗日法18-21
• 2.1.1 拉格朗日法概述18
• 2.1.2 Lagrange有限元法基本方程及其離散18-21
• 2.2 撞擊力概述21-23
• 2.2.1 撞擊力理論21-23
• 2.2.2 撞擊力計(jì)算23
• 2.3 碰撞接觸處理23-26
• 2.3.1 接觸碰撞概述23-24
• 2.3.2 碰撞接觸的數(shù)值計(jì)算方法24
• 2.3.3 碰撞接觸有限元實(shí)現(xiàn)24-26
• 2.4 ANSYS/LS-DYNA26-28
• 2.4.1 ANSYS/LS-DYNA簡介26-27
• 2.4.2 幾個(gè)注意事項(xiàng)27-28
• 第三章 直立框架碼頭船舶撞擊力的影響因素分析28-73
• 3.1 直立框架碼頭的有限元仿真建模28-30
• 3.1.1 框架碼頭結(jié)構(gòu)28
• 3.1.2 船舶有限元模型28-29
• 3.1.3 碼頭結(jié)構(gòu)與橡膠護(hù)弦有限元模型29-30
• 3.2 研究工況類型30-31
• 3.3 碰撞初速度對(duì)直立框架碼頭動(dòng)力響應(yīng)的影響31-38
• 3.3.1 船舶撞擊初速度對(duì)框架結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響32-33
• 3.3.2 撞擊速度對(duì)結(jié)構(gòu)位移變形的影響33-36
• 3.3.3 撞擊速度對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)的影響36-37
• 3.3.4 綜合結(jié)論37-38
• 3.4 碰撞角度對(duì)框架結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響38-46
• 3.4.1 撞擊力角度對(duì)撞擊力動(dòng)力響應(yīng)的影響38-40
• 3.4.2 各個(gè)時(shí)間點(diǎn)碼頭位移分析40-42
• 3.4.3 撞擊角度對(duì)碼頭位移變形的影響42-45
• 3.4.4 不同碰撞角度對(duì)架空直立式框架應(yīng)力響應(yīng)的影響45-46
• 3.4.5 綜合結(jié)論46
• 3.5 不同碰撞排架的動(dòng)力響應(yīng)46-55
• 3.5.1 撞擊排架位置對(duì)撞擊力時(shí)間歷程分布和大小的影響48-49
• 3.5.2 �？颗偶芪恢脤�(duì)架空直立式框架碼頭位移響應(yīng)的影響49-52
• 3.5.3 不同�？颗偶芪恢脤�(duì)應(yīng)力響應(yīng)的影響52-55
• 3.5.4 綜合結(jié)論55
• 3.6 船舶噸位對(duì)直立框架碼頭動(dòng)力響應(yīng)的影響55-62
• 3.6.1 船舶噸位對(duì)撞擊力動(dòng)力響應(yīng)的影響56-57
• 3.6.2 船舶噸位對(duì)直立框架碼頭位移變形影響57-60
• 3.6.3 船舶噸位對(duì)直立框架碼頭應(yīng)力響應(yīng)的影響60-61
• 3.6.4 綜合結(jié)論61-62
• 3.7 碰撞水位對(duì)直立框架碼頭動(dòng)力響應(yīng)的影響62-72
• 3.7.1 碰撞水位對(duì)撞擊力時(shí)間歷程分布和大小的影響63-64
• 3.7.2 碰撞水位對(duì)直立框架碼頭位移響應(yīng)的影響64-67
• 3.7.3 不同撞擊水位對(duì)應(yīng)力響應(yīng)的影響67-71
• 3.7.4 綜合結(jié)論71-72
• 3.8 本章小結(jié)72-73
• 第四章 直立框架碼頭受力特征分析73-87
• 4.1 橡膠護(hù)舷對(duì)框架碼頭的保護(hù)73-74
• 4.2 直立框架碼頭在撞擊過程中受力特性變化74-77
• 4.3 結(jié)構(gòu)在撞擊過程中主應(yīng)力矢量分布變化77-80
• 4.4 結(jié)構(gòu)在撞擊過程中能量特性變化80-81
• 4.5 各截面撞擊力最大值對(duì)比分析81-85
• 4.6 本章小結(jié)85-87
• 第五章 主要結(jié)論及展望87-90
• 5.1 主要結(jié)論87-88
• 5.2 進(jìn)一步工作的展望88-90
• 致謝90-91
• 參考文獻(xiàn)91-94
• 在校期間發(fā)表的論著及取得的科研成果94

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 卡蘭茨·埃根伯奧特,羅伯特·帕利斯,約根·斯密茨;僅用很小的功率 實(shí)現(xiàn)很大的撞擊力[J];液壓與氣動(dòng);2003年10期

2 林礪宗;;振動(dòng)系統(tǒng)之間撞擊力的求解[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1990年02期

3 黃黎麗;內(nèi)陸水道船只的撞擊力[J];國外橋梁;1997年04期

4 朱亞迪;盧文良;;小車墩柱撞擊力模型試驗(yàn)研究[J];振動(dòng)與沖擊;2013年21期

5 張濤,王鐸;撞擊力—壓入位移關(guān)系的彈性分析[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1990年01期

6 崔X鵬;夏超逸;劉炎海;夏禾;吳萱;;高速鐵路橋墩汽車撞擊力的數(shù)值模擬與特性分析[J];橋梁建設(shè);2013年06期

7 崔X鵬;夏禾;夏超逸;張楠;杜憲亭;;橫向撞擊力對(duì)鐵路橋梁及行車影響的模型實(shí)驗(yàn)研究[J];振動(dòng)與沖擊;2014年09期

8 羅旗幟;徐中山;蘇成;;船橋偏心碰撞的撞擊力計(jì)算[J];公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版);2010年11期

9 朱忠義;楊峰;;紹興曹娥江袍江大橋船撞橋墩撞擊力分析[J];世界橋梁;2011年05期

10 熊安平;程海根;岳振;;船橋撞擊力規(guī)范公式的合理性研究[J];四川建筑;2012年03期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王禮立;楊黎明;陳國虞;陸宗林;;船橋相撞時(shí)撞擊力和能量轉(zhuǎn)換的沖擊動(dòng)力學(xué)分析[A];第二十屆全國橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊）[C];2012年

2 唐長剛;呂忠達(dá);徐愛敏;王永剛;楊黎明;;加速度法測量實(shí)船與柔性防護(hù)裝置碰撞的撞擊力[A];第二十屆全國橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊）[C];2012年

3 彭勃陽;李文會(huì);李曉龍;盧文良;;車輛撞擊橋梁分析方法的探討[A];第20屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ冊）[C];2011年

4 胡文輝;;潤揚(yáng)長江公路大橋橋墩抗船撞擊力[A];中國公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)2002年全國橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 記者 陳戈 實(shí)習(xí)生 蔡華鋒;大橋結(jié)構(gòu)安全但非沒有問題[N];南方日?qǐng)?bào);2007年

2 本報(bào)記者 魏剛;專家驚曝：大橋死穴無法避免[N];北京科技報(bào);2007年

3 阮直;有“偏航”的可能就有毀滅的后果[N];中國經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào);2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳林;橋墩防車輛撞擊研究[D];湖南大學(xué);2015年

2 袁正國;內(nèi)河冰凌力學(xué)性能及其對(duì)橋墩撞擊力作用的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方舟;基于Lagrange算法的高樁碼頭船舶作用動(dòng)力分析[D];重慶交通大學(xué);2016年

2 王金峰;河冰力學(xué)性能及其對(duì)橋墩撞擊力的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2007年

3 彭勃陽;橋墩-車輛撞擊力的實(shí)驗(yàn)研究與仿真分析[D];北京交通大學(xué);2013年

4 熊睿;橋面行車落物撞擊力及結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)數(shù)值模擬研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2013年

5 徐林楓;車輛撞擊下橋墩的撞擊力和墩身應(yīng)變研究[D];北京交通大學(xué);2014年

6 鄭維鈺;船橋碰撞實(shí)驗(yàn)的撞擊力分析和數(shù)值模擬[D];寧波大學(xué);2012年

7 彭濤;河冰對(duì)橋墩撞擊力及柔性高墩破冰棱體構(gòu)造研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2015年

8 史康;基于剛度的橋梁船撞力數(shù)值仿真與試驗(yàn)研究[D];重慶交通大學(xué);2013年

9 王超;橋梁船撞損傷數(shù)值模擬研究[D];長安大學(xué);2012年

10 李顯輝;中空夾層鋼管混凝土簡支柱側(cè)向撞擊性能的研究[D];太原理工大學(xué);2014年

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