船舶與船閘閘室結(jié)構(gòu)撞擊力分布的有限元仿真分析.pdf

1、船舶與船閘的碰撞問題是一個(gè)涉及多學(xué)科的復(fù)雜問題，隨著航運(yùn)的不斷發(fā)展和船型大型化、標(biāo)準(zhǔn)化，這又成為一個(gè)普遍存在的問題。關(guān)于船舶碰撞力目前《船閘水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》中仍采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，而對(duì)于船舶與船閘碰撞力的分布特征問題不僅研究較少，且各研究成果間也存在一定差別。因此有必要通過(guò)數(shù)值模擬的方法系統(tǒng)地進(jìn)行船舶與船閘間的碰撞研究。首先綜述了國(guó)內(nèi)外碰撞理論、船舶與船閘碰撞研究成果，提出了本文的研究目的和主要內(nèi)容。討論了船舶碰撞分析中所涉及的數(shù)值模

2、擬基本理論和方法，分別就LS-DYNA的功能特點(diǎn)、理論基礎(chǔ)、材料動(dòng)力特性以及接觸-界面摩擦等重要問題進(jìn)行了專題研究，并提出在碰撞有限元仿真分析中提高計(jì)算效率、精確性及穩(wěn)定性的一些常用方法。緊接著介紹了船舶計(jì)算模型的建立方法，并分別建立了整體式船閘和分離重力式船閘的有限元仿真模型。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴船舶撞擊力會(huì)在閘墻表面形成以撞擊點(diǎn)為頂點(diǎn)的線性分布區(qū)域。對(duì)于撞擊點(diǎn)以上分布區(qū)域，撞擊截面閘墻越薄，撞擊力分布長(zhǎng)度越大。而對(duì)于撞

3、擊點(diǎn)以下分布區(qū)域撞擊力分布長(zhǎng)度隨著撞擊截面處閘墻厚度的變化則變化不大。⑵分別研究不同閘墻材料對(duì)撞擊力分布特征的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)閘墻采用素混凝土?xí)r，盡管增加混凝土的強(qiáng)度，撞擊力的分布長(zhǎng)度變化也不大。而當(dāng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，閘墻表面應(yīng)力值出現(xiàn)了顯著增大，并且撞擊力沿閘墻長(zhǎng)度方向分布長(zhǎng)度變小了。當(dāng)采用漿砌塊石結(jié)構(gòu)時(shí)，其應(yīng)力值持續(xù)增大而分布長(zhǎng)度繼續(xù)減小。總結(jié)來(lái)說(shuō)隨著閘墻材料強(qiáng)度的增加，撞擊力分布長(zhǎng)度隨之變小。⑶由于閘墻型式的不同，撞擊力的分布長(zhǎng)度