2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、目前,橋墩防撞設(shè)施由彈塑性材料的鋼浮箱結(jié)構(gòu)發(fā)展到黏彈性材料的柔性防撞設(shè)施,船橋碰撞理論也由最初的靜力等效分析發(fā)展到以應(yīng)力波傳播與相互耦合為基礎(chǔ)的沖擊動(dòng)力學(xué)分析。有限元數(shù)值分析計(jì)算也在船橋碰撞中得到廣泛應(yīng)用。
  本文依托黃花園嘉陵江大橋FRP橋墩防撞浮箱工程。采用顯式動(dòng)力有限元分析軟件LS-DYNA對(duì)3號(hào)橋墩船橋碰撞過程進(jìn)行了精細(xì)化數(shù)值分析。本文的核心工作包括有限元數(shù)值模擬的精細(xì)化和船橋碰撞過程的精細(xì)化分析。
  有限元數(shù)值

2、模擬的精細(xì)化主要為幾何網(wǎng)格、上部結(jié)構(gòu)對(duì)橋墩約束、碰撞接觸、沙漏控制、質(zhì)量縮放等方面的參數(shù)控制,同時(shí)以雙向流固耦合效應(yīng)模擬浮箱內(nèi)外流體的作用,并結(jié)合嘉陵江2m/s無偏航動(dòng)水影響。碰撞過程的精細(xì)化則詳細(xì)分析了碰撞過程中的能量變化(橋墩吸收的能量與浮箱的耗能)、受力變化(船頭、浮箱、橋墩的應(yīng)力情況以及橋墩承受的撞擊力)、變形(船頭、浮箱撞深以及墩頂位移)、速度變化以及船舶、浮箱碰撞過程中的受損情況。
  本文通過近半年計(jì)算分析工作得到以

3、下結(jié)論:
  (1)能量方面,橋墩吸收的能量有浮箱保護(hù)的工況中大幅降低,降低比例超過87%,靜水工況中降低最大為94.56%。浮箱耗能占船舶初始動(dòng)能9MJ的74.0%-85.1%,以浮箱的變形內(nèi)能為主,體現(xiàn)了FRP橋墩防撞浮箱具有優(yōu)秀的耗能特性。
  (2)應(yīng)力方面,無浮箱工況橋墩截面最大拉應(yīng)力分別為21.13MPa、19.96MPa、24.07MPa,有浮箱保護(hù)的工況則為8.32MPa、5.18MPa、8.16MPa,減小

4、比例為60.62%、74.05%、66.10%。橋墩截面最大壓應(yīng)力為25.12MPa。船頭和浮箱均表現(xiàn)出明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
  (3)橋墩撞擊力方面,無水、靜水、動(dòng)水裸墩碰撞工況中橋墩承受的撞擊力為35.4MN、31.5MN、32.9MN,有浮箱碰撞工況中橋墩承受的撞擊力為5.94MN、5.25MN、5.06MN,撞擊力減小比例大于83%,小于橋墩實(shí)際抗力。
  (4)變形及位移方面,無浮箱工況下船頭撞深均超過0.8m,而

5、有浮箱工況下船頭撞深為0.165m至0.289m,撞深減少比例為64.1%-80.2%。墩頂位移減少比例為64.4%-75.3%。
  (5)船頭、浮箱損壞方面,無浮箱碰撞工況中船頭損壞的體積比分別為15.09%、16.27%、14.91%,而有浮箱保護(hù)工況的船頭損壞體積比降低至8.00%、2.13%、1.54%。FRP浮箱整體損壞體積比例較小,最大為11.88%,集中在柱殼1-1、箱殼頂?shù)装?、箱殼?cè)壁板、以及內(nèi)襯柱殼構(gòu)件上。

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