大开口防撞套箱的结构强度及耐撞性能研究

发布时间：2021-04-29 05:21

　　近些年来随着国家公路铁路以及内河航运的高速发展,各大江河上的桥梁越建越多。随之而来的是近年来船桥碰撞事故发生次数显著增多,对于桥梁防船撞设施的设计和研究工作更为紧迫。本文主要研究了1)基于AIS数据统计分析得到桥梁船撞关键参数,并从撞击位置,撞击速度,结构尺度等方面评估了蜂窝结构防撞设施的耐撞性能。2)规则波下的防船撞套箱浮体的波浪载荷,以及危险波浪载荷工况相对应波浪载荷的强度分析。具体工作如下:（1）基于AIS数据分析,得到桥区通航船舶的信息包括:船型分布、船舶吨级分布、平均船速、95%超越概率航速。这为桥梁船撞仿真过程提供了更为准确的计算参数。在对比三个大吨位代表船型的经验公式法给出的碰撞力和有限元数值模拟得出最大碰撞力后,发现由于大部分经验公式是基于能冲量理论或能量守恒理论,它们给出桥船碰撞力偏小。（2）选取10万吨级防撞代表船正撞防船撞设施进行有限元仿真计算,对撞击位置,撞击速度,防船撞设施结构本身尺寸进行控制变量。提取船与防撞设施间的以及桥墩与防船撞设施的撞击力时程曲线,以及防撞设施的撞深-撞击力曲线以及撞击力峰值时的等效应力云图以对防撞设施的耐撞性能进行评估。发现在三个撞击... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 船桥碰撞理论研究现状
        1.2.2 桥梁防船撞设施有限元仿真研究现状
        1.2.3 大开口浮体结构强度研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 论文组织构架
2 基于AIS数据的桥梁船撞影响参数分析
    2.1 研究工程背景
    2.2 基于AIS数据的船撞参数确定
        2.2.1 通航船舶信息统计与分析
    2.3 桥梁船撞力计算
        2.3.1 船撞分析工况
        2.3.2 经验公式法
        2.3.3 有限元法
        2.3.4 结果分析
    2.4 章节小结
3 桥梁防撞结构设计及耐撞性研究
    3.1 防撞结构主尺度
    3.2 有限元分析
        3.2.1 有限元模型
        3.2.2 边界条件及接触算法
        3.2.3 计算工况
    3.3 有限元结果分析
        3.3.1 撞击位置的影响
        3.3.2 撞击速度的影响
        3.3.3 结构尺寸影响
    3.4 本章小结
4 桥梁防撞套箱的水动力载荷及强度分析
    4.1 水动力软件AQWA介绍
        4.1.1 AQWA软件的理论基础及其局限性
    4.2 有限元数值模拟
        4.2.1 规则波计算理论
        4.2.2 水动力有限元模型
        4.2.3 结构有限元模型
        4.2.4 边界条件与工况
    4.3 防船撞设施的静水力分析
        4.3.1 防船撞设施平衡性分析以及静水力结果
        4.3.2 静水力结果及固有周期
    4.4 水动力性能分析
        4.4.1 六自由度RAO
        4.4.2 平均漂浮力
        4.4.3 波浪激振力
    4.5 剪力弯矩及危险工况分析
        4.5.1 静水剪力及弯矩
        4.5.2 单位规则波作用下剪力弯矩分析
    4.6 防船撞结构受波浪载荷的强度分析
        4.6.1 内河航区分级及设计波高
        4.6.2 危险载荷工况
        4.6.3 基于安全系数工具的结构强度分析
    4.7 章节小结
5 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 主要创新点
    5.3 研究展望
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
参考文献



本文编号：3166918