船和橋墩防撞裝置碰撞仿真模擬研究.pdf

1、船撞橋事故一直在世界各地不斷地發(fā)生,且事故發(fā)生的頻率越來(lái)越高.由船撞橋事故所導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失以及環(huán)境破壞是驚人的.近年來(lái)為了減少事故損失,船橋碰撞機(jī)理特別是橋墩防護(hù)裝置的研究得到越來(lái)越多人的關(guān)注.無(wú)論是船-橋相撞或是船-防撞裝置相撞都是一個(gè)十分復(fù)雜的碰撞動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,是兩者在很短的時(shí)間內(nèi)在巨大沖擊載荷作用下的一種復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程,且碰撞過(guò)程中存在多種不確定性因素,因此企圖通過(guò)建立一個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型使問(wèn)題得到完全解析是不可能

2、的.經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,非線性有限元數(shù)值仿真正日益成為目前碰撞分析的最有效方法.該文在前人研究的基礎(chǔ)之上,結(jié)合船橋碰撞實(shí)例,對(duì)碰撞計(jì)算機(jī)仿真模擬的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,在效率與精度的矛盾中找到平衡,對(duì)一艘2000噸級(jí)散貨船橫橋向正撞廣東管洲河大橋橋墩防撞鋼套箱這一種工況進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真模擬,實(shí)現(xiàn)了以較小的單元和較短的時(shí)間模擬碰撞的時(shí)間歷程,模擬滿(mǎn)足工程精度要求,解決了目前碰撞仿真計(jì)算周期太長(zhǎng)的問(wèn)題,同時(shí)仿真模擬得到的結(jié)論對(duì)該類(lèi)防撞裝置提供了有

3、價(jià)值的參考.該文共分六章,第一章為緒論,介紹了國(guó)內(nèi)外船船碰撞、船橋碰撞和橋墩防撞裝置的研究概況.第二章對(duì)船橋碰撞外部動(dòng)力學(xué)的解析方法進(jìn)行了消化和吸收.第三章介紹了動(dòng)態(tài)大變形非線性有限元的基本理論,對(duì)該課題分析采用的顯式非線性有限元軟件ANSYS/LS-DYNA作了全面的介紹.第四章對(duì)結(jié)構(gòu)碰撞有限元計(jì)算的有效性進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究,重點(diǎn)探討單元尺寸、摩擦力、計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)、沙漏控制等因素對(duì)仿真計(jì)算的影響,得到有用的結(jié)論,提高了計(jì)算的可靠性和效率