“自浮式拱橋防撞裝置”碰撞模擬計算模型的優(yōu)化研究.pdf

1、“自浮式拱橋防撞裝置”是西南水運工程科學研究所針對長江上游萬州段的地質(zhì)水文情況提出的一種新型橋梁防撞設施，在設計過程中涉及到了大量關于船舶和防撞設施碰撞的數(shù)值模擬計算。船舶和防撞設施的尺寸巨大，結(jié)構(gòu)復雜，而碰撞又是一個強烈的非線性動態(tài)響應過程。若防撞裝置與船舶碰撞過程的數(shù)值模擬采用常規(guī)方法建模，模型單元量龐大，分析耗時較長，很大程度上影響了計算效率和精度。
　　借鑒前人研究船橋碰撞問題的方法和數(shù)值計算模型，在船舶與防撞裝置的碰撞模

2、擬的常規(guī)計算模型的基礎上進行了模型的優(yōu)化，建立了優(yōu)化的有限元計算模型，從多個角度對比了優(yōu)化模型和常規(guī)模型的數(shù)值計算結(jié)果，從而驗證了優(yōu)化模型的合理性。在優(yōu)化計算模型的基礎上，研究了單元尺寸對計算效率和計算精度影響，最終確定了較優(yōu)的單元尺寸大小，同時確保了較高的工程計算精度和合適的計算規(guī)模。本文主要內(nèi)容如下：
　?。?）介紹了國內(nèi)外關于船橋碰撞的研究現(xiàn)狀，探討了目前船橋碰撞有限元計算模型的優(yōu)點和不足之處。同時，詳細闡述了動態(tài)顯式非線性

3、有限元理論，包括動態(tài)顯式算法的控制方程、時間步長的控制、接觸算法和沙漏控制。
　?。?）計算模型的材料為鋼材和混泥土，本文對鋼材和混泥土的本構(gòu)模型進行了分析，選擇出適合本文所研究的船舶撞擊自浮式拱形防撞裝置的本構(gòu)模型。此外，研究了船舶與防撞帶的接觸關系、浮筒與導向井的接觸關系、配筋和導向井的錨固以及導向井與巖石相互作用。
　?。?）根據(jù)工程項目的特點，對常規(guī)有限元計算模型進行優(yōu)化，建立優(yōu)化有限元計算模型，具體包括梁-殼防撞拱