钢-复合材料组合防船撞设施缓冲性能研究

发布时间：2023-04-22 11:10

　　目前,我国在建及已建跨江河海桥梁数量急剧增多,通航运输船舶也在不断增加,无形中增加了船舶撞击桥梁的风险,对桥梁结构而言存在着严重安全隐患。为尽可能降低船舶撞击桥梁风险,通常采用在桥墩上安装防撞设施的方法,与此同时可以起到保护桥梁及船舶的双重作用。针对现有的防船撞设施,组合套箱装置的适用范围较广,在防船舶撞击、水域要求、造价及施工等各方面的优势都较为突出。因此,本文提出了一种钢-复合材料组合防撞套箱,并基于有限元数值仿真原理对该装置进行了防撞性能研究及结构形式的优化设计。本文的主要研究工作如下:(1)采用有限元软件PATRAN和LS-DYNA建立桥墩模型、1000DWT、2000DWT、3000DWT吨位船舶模型及钢套箱、复合材料套箱、钢-复合材料组合套箱防撞设施模型。(2)有限元数值模拟。采用1000DWT、2000DWT、3000DWT吨位的船舶以2m/s、3m/s、4m/s的速度分别正撞三种防撞套箱分析比较钢-复合材料组合套箱防撞性能。计算结果显示:对于三种防撞设施而言,在装置防撞击范围内,不同吨位的船舶撞击防撞设施,船舶吨位越大,撞击力峰值折减越多,防撞性能越好;在三种防撞设施防...

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【学位级别】：硕士

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摘要
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第一章 绪论
    1.1 选题意义及研究背景
    1.2 船桥碰撞研究现状
        1.2.1 船舶撞击桥梁事故
        1.2.2 船桥碰撞理论研究现状
        1.2.3 船桥碰撞试验研究现状
        1.2.4 防船撞设施研究现状
    1.3 本文主要内容
第二章 船撞问题数值仿真的理论基础
    2.1 前言
        2.1.1 数值仿真所用软件介绍
        2.1.2 MSC.PATRAN程序介绍
        2.1.3 LS-DYNA程序介绍
    2.2 有限元数值模拟理论
        2.2.1 非线性有限元控制方程
        2.2.2 接触类型及算法
        2.2.3 沙漏控制
    2.3 本章小结
第三章 船舶撞击防撞设施有限元数值模拟
    3.1 防撞设施设计原则
    3.2 防撞方案
    3.3 有限元模型
        3.3.1 船舶模型建立
        3.3.2 桥墩模型建立
        3.3.3 防撞设施模型建立
        3.3.4 碰撞过程接触设置
    3.4 船舶直接撞击桥墩数值模拟
    3.5 船舶撞击防撞设施数值仿真
        3.5.1 不同吨位船舶撞击防撞设施
        3.5.2 不同速度船舶撞击防撞设施
    3.6 防撞设施性能分析
    3.7 本章小结
第四章 防撞设施结构优化设计
    4.1 防撞设施缓冲吸能原理
    4.2 防撞设施的优化目标
    4.3 不同材料比例防撞套箱的数值仿真
    4.4 不同内部构造的防撞套箱的数值仿真
        4.4.1 改变竖隔板与竖向加劲肋之间的间距
        4.4.2 不同板厚的防撞套箱的数值仿真
    4.5 数值仿真结果汇总分析
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文完成的主要工作与结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果



本文编号：3797521