船與大跨度橋梁橋墩碰撞仿真分析研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國跨江和跨海峽大型橋梁的建設(shè)進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期。建于通航繁忙的江河和海峽之上的橋梁，遭受船舶撞擊而致?lián)p壞或倒塌的事故時有發(fā)生。航運中船舶碰撞橋梁所造成的后果往往是災(zāi)難性的，此類事故的頻繁發(fā)生已引起船舶界與橋梁界的普遍關(guān)注。近年來圍繞橋梁防船撞的研究已廣泛展開。 船舶碰撞過程是一種復(fù)雜的非線性動態(tài)響應(yīng)過程，碰撞區(qū)域構(gòu)件一般都將迅速超越彈性階段而進(jìn)入塑性流動階段，并可能出現(xiàn)屈曲、撕裂等各種形式的破

2、壞或失效，且碰撞過程中存在多種不確定性因素，因此通過建立一個精確的數(shù)學(xué)模型而使該問題得到完全解析是不可能的。隨著非線性有限元技術(shù)的日益完善和計算機硬件水平的不斷提高，對碰撞過程進(jìn)行數(shù)值仿真計算越來越成為解決船碰過程中相關(guān)問題的有效途徑。 本文主要圍繞碰撞力學(xué)機理與能量吸收兩大問題，在對碰撞計算機仿真模擬的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究與探討的基礎(chǔ)上，通過使用大型通用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA對一艘3000噸級散貨船橫橋向正撞宜昌長

3、江大橋橋墩承臺這一碰撞實例進(jìn)行了仿真計算，分析了碰撞中構(gòu)件在碰撞中的動力響應(yīng)。全文的主要研究工作如下： (1)對3000t貨船正撞橋墩承臺進(jìn)行了仿真計算，對橋墩和船的模型進(jìn)行了較為精確的模擬，分析計算結(jié)果。 (2)對船橋碰撞的力學(xué)機理進(jìn)行了消化吸收，討論了數(shù)值仿真計算中的關(guān)鍵技術(shù)，重點圍繞顯式有限元法的基本控制方程、有限元離散方程、材料應(yīng)變率敏感性及摩擦力的影響等問題進(jìn)行展開。 (3)通過建立船撞橋的有限元模型，