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越多人的關(guān)注.無論是船-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)過程,且碰撞過程中存在多種不確定性因素,因此企圖通過建立一個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型使問題得到完全解析是不可能

2、的.經(jīng)過多年的發(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,對一艘2000噸級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,模擬滿足工程精度要求,解決了目前碰撞仿真計(jì)算周期太長的問題,同時(shí)仿真模擬得到的結(jié)論對該類防撞裝置提供了有

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、沙漏控制等因素對仿真計(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