岸邊集裝箱起重機(jī)碰撞的顯式非線性動態(tài)分析和吸能結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、港口軌道起重機(jī)因強(qiáng)風(fēng)作用發(fā)生的碰撞事故往往因自身所帶大動能而造成起重機(jī)脫軌傾覆和災(zāi)難性損傷，給港口造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，這是橫亙在港口整體縮減運營成本面前的一大工程難題。本文針對此工程實際問題利用ABAQUS的顯式非線性動態(tài)分析功能，對起重機(jī)不同碰撞條件進(jìn)行仿真建模分析，分析了起重機(jī)在強(qiáng)風(fēng)作用下沿軌道滑行與相鄰起重機(jī)或端部止擋裝置在不同速度下碰撞后臺車部位的變形形式、應(yīng)力分布、位移等，確定了碰撞時臺車與門框相連部位為危險位置，并通過設(shè)計合

2、理緩沖吸能結(jié)構(gòu)以及優(yōu)化臺車結(jié)構(gòu)減少碰撞過程對危險部位造成的損傷，進(jìn)而保證起重機(jī)在碰撞時不會發(fā)生脫軌傾覆等重大事故，為港口起重機(jī)防碰撞以及減小碰撞帶來的損失提供了理論分析方法和技術(shù)支持。主要研究內(nèi)容如下：
　　本文首先介紹了非線性有限元法的原理，分析了ABAQUS顯式非線性動態(tài)分析用于模擬碰撞沖擊和爆炸等瞬態(tài)事件的優(yōu)越性；建立了起重機(jī)碰撞過程中大變形問題的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)不同碰撞條件結(jié)合動態(tài)非線性理論描述的基本方程確定了適合起重機(jī)碰

3、撞問題的數(shù)學(xué)模型。
　　詳細(xì)介紹了建立簡化模型所采用的思路和簡化原則，并依據(jù)簡化原則建立了接近于實際情況的起重機(jī)三維模型；結(jié)合低碳鋼單向拉伸實驗數(shù)據(jù)對模型中部件進(jìn)行材料屬性的設(shè)置；參考已有文獻(xiàn)中有限元網(wǎng)格劃分原則對有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分；根據(jù)實際起重機(jī)運行情況設(shè)定接觸屬性；最后對模型進(jìn)行詳細(xì)受力分析計算確定發(fā)生碰撞時加載在模型上的初始速度場。本文中所有為建模所進(jìn)行的試驗、設(shè)置和計算均為了保證有限元分析過程盡可能模擬真實場景，保證整

4、個碰撞模擬過程的準(zhǔn)確性。
　　利用ABAQUS軟件對建立的碰撞模型進(jìn)行求解，得到了不同工況下碰撞結(jié)果的應(yīng)力、位移云圖和選定測點應(yīng)力、位移曲線，比較了同一工況下不同碰撞速度對碰撞結(jié)果的影響，最后找出了臺車與門框相連區(qū)域以及臺車次級結(jié)構(gòu)和上級結(jié)構(gòu)連接處為碰撞中的危險截面，正是由于發(fā)生在這些危險截面材料的屈服失效甚至斷裂是造成起重機(jī)碰撞損毀的重要原因。
　　最后介紹了碰撞吸能被動防護(hù)在減小港口起重機(jī)碰撞損失的重要性和必要性。介紹了