船舶-桥梁碰撞计算研究进展

船桥碰撞问题是一个多学科交叉的复杂问题,本文综述了船舶一桥梁碰撞问题的常用工程计算方法和目前新兴的三维有限元船桥碰撞分析,对不同的计算方法进行了比较,并指出了有待深入研究的问题。     

船桥碰撞结构损伤及船撞力影响因素分析

随着交通运输业迅速发展,船舶航线越来越密集,跨江、跨海大桥数量逐年上升,发生船桥碰撞事故概率增加.采用非线性有限元仿真方法,对6600DWT直立艏货船和方形桥墩碰撞过程进行数值模拟,研究船桥碰撞能量转换关系,分析船舶航速、船艏撞深、船舶应力应变等船舶结构动力响应随时间变化规律.选取船舶航速、船舶载况、碰撞角度、横向偏移距、桥墩截面形式5个因素,设置多组工况,分别研究各因素对船桥碰撞力及碰撞接触时间的影响.研究结果表明:船桥碰撞事故造成船舶碰撞接触区域出现明显塑性变形,其撞击力与船舶航速和载重呈正相关,而与碰撞角度和横向偏移距呈负相关,且与桥墩截面形式存在一定相关性.研究结果再现了船桥碰撞发生全过程,揭示出船桥碰撞损伤局部性以及各因素影响下的船撞力差异.     

基于MSC.DYTRAN有限元仿真的船桥碰撞研究

建立货船简化模型与桥墩之间正面碰撞有限元模型,并对撞击的全过程利用非线性有限元分析软件MSC.DYTRAN软件对3 000吨内河货船和九圩港大桥建模,进行仿真分析计算,研究碰撞过程中结构损伤情况、碰撞力和能量变化.研究碰撞过程中船桥之间碰撞力的变化、能量转换以及结构损伤变形情况.     

船与桥墩防撞装置的有限元仿真研究

在船桥碰撞中,利用非线性有限元分析软件MSC.DYTRAN对3000吨内河货船和九圩港大桥桥墩的防撞套箱分别建立有限元模型,对整个撞击过程进行仿真分析和计算,研究碰撞过程中船桥出现的结构性损伤、碰撞力以及能量发生的变化,最终对桥墩防撞套箱的设计进行优化并提出建议。     

可拆卸式船桥的碰撞防护装置研究

文章借助ANSYS/LS-DYNA软件对船与防护装置之间的碰撞进行动态仿真模拟,研究了碰撞过程中撞击船与防护装置之间碰撞力的变化、结构的损伤变形和能量转换等内容.在碰撞损伤后损毁的构件可以拆卸更换,未损坏部分可继续服役使用,提高了船桥结构的耐冲击性能,对提高船桥碰撞性能有一定指导性意义     

船桥碰撞预警研究

为提高水上交通信息化管理水平,减小船桥碰撞事故带来的损失,基于模糊数学与专家咨询方法建立了船桥碰撞预警计算方法,将其应用于重庆船舶交通管理系统(VTS)中,进行实船试验.结果表明:该方法可以准确预报船桥碰撞危险,有效避免船桥碰撞事故,具有实用和推广价值.     

船桥碰撞力学问题研究进展综述

文中总结介绍了国内外关于船桥碰撞的力学研究的有关情况,对今后该领域的研究及应用进行了展望。     

连续刚构桥船桥碰撞的计算模型和动力响应

以连续钢构桥为例,基于碰撞理论和边界等代原理,研究了船桥碰撞的计算模型;基于Timoshenko剪切变形理论和Hamilton能量泛函变分原理,考虑桥墩的弯曲、剪切、地基效应和上部结构的影响,导出了碰撞体系的动力微分方程;采用积分变换方法,对碰撞体系的控制微分方程和边界条件进行Laplace变换,在频域内求得波动解;运用Crump逆变换方法,使用数学软件Matlab编程进行数值反演,得到时域内的撞击力和各种动力响应。     

黄花园大桥船桥碰撞风险分析及其多模态防撞技术构思

桥梁防撞技术研究可以为桥梁的设计和维护提供实用的理论依据和方案方法,笔者采集嘉陵江黄花园大桥的详细资料,以此为工程案例,采用ASSHTO模型计算并分析该大桥的船桥碰撞概率;在此基础上笔者设计了多模态的防撞技术体系以减小和规避船桥碰撞风险。     

基于柱壁障的轿车侧面碰撞模拟研究

参照Euro-NCAP侧面柱碰撞法规,用Hypermesh建立轿车侧面柱碰撞的有限元模型,运用LS-DYNA软件对车身结构侧面抗撞性能进行有限元模拟分析,研究柱碰撞形式的车身结构响应,并对车体结构进行了相应的改进。改进前后的仿真结果表明:该车侧面抗碰撞能力得到了提高,在一定程度上减少了车体的侵入对乘员带来的伤害,可为我国实施侧面柱碰撞法规提供参考依据。     

铝合金车体前端结构抗撞性优化设计

为提高列车在碰撞事故中的耐撞性能并保证乘客的安全.以铝合金车体为研究对象,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH对客车铝合金车体进行大变形碰撞仿真,并在此基础上利用多学科优化软件iSIGHT对车体前端吸能结构的进行优化,得出在碰撞过程中车体结构的变形模式以及车内乘客身体的受力和加速度情况,并对车体前端吸能结构进行最优化设计,满足轻量化要求,从而实现车辆的被动安全保护和耐撞性优化设计.     

角钢支承钢管架防撞设施的性能分析

为猎德大桥9#墩设计了角钢支承钢管架防撞设施.根据显式瞬态非线性有限元分析技术,考虑了碰撞中的材料非线性、几何非线性、接触非线性、运动非线性以及它们之间相互耦合的特性,用ANSYS/LS-DYNA软件建立了包含9#墩防撞设施和碰撞船的有限元数值仿真模型.仿真结果反映了角钢支承钢管架防撞结构的基本性能,碰撞的整个时间历程得以全面的模拟实现.获得了角钢和钢管不同参数变化的情况下防撞设施撞深、撞击力及吸能等参数的变化情况.从总体上说,撞深随着撞击力的增加而增加,防撞装置在抵抗撞击时,钢管起到主要吸能的作用,角钢的吸能值约为钢管的1/5.在设计时,钢管的直径不必设计得过大,角钢的尺寸设计应以撞深的要求为基础.     

桥墩防撞装置评述

阐述了船舶撞击桥墩的危害性及桥墩防护的必要性,对桥墩的防撞装置进行了系统的分类和评述,总结目前国内外桥墩防撞装置的优缺点,并给出了关于防撞装置的两种设计思路.     

桥墩防撞装置评述

阐述了船舶撞击桥墩的危害性及桥墩防护的必要性,对桥墩的防撞装置进行了系统的分类和评述,总结目前国内外桥墩防撞装置的优缺点,并给出了关于防撞装置的两种设计思路.     

某款电动汽车侧面柱碰撞试验研究

电动汽车的侧面柱碰撞,不仅要满足侧面柱碰撞标准中的乘员保护要求,同时因为在碰撞过程中存在漏电的可能,还必须满足电气安全方面的要求.鉴于此,依据相关标准,对一款电动汽车进行侧面柱碰撞试验,对车辆的试验结果进行分析,指出该车型在安全设计上存在的不足,并提出了改进的方向.     

一种新型FRP桥墩防撞浮箱结构

介绍了一种具有自定位功能的弱接触连接构造和具有高消能效果的新型FRP桥墩防撞浮箱结构,它可适用于桥区水位变幅较大和墩的抗力远低于其设防船撞力的桥墩防撞保护工程,可获得"既不伤墩、又少伤船、还少结构自伤"的最佳防护效果,是实现桥墩"和谐防撞"与"长效防撞"的技术创新尝试。     

运河桥梁防撞设计的几个关键问题探讨

京航运河行船和桥墩相撞的事故时有发生,造成严重的人员生命和财产损失,对运河桥梁实施安全防护势在必行。为了合理设计运河桥墩防船舶碰撞设施,该文在相关研究和应用成果的基础上,分析探讨了防撞设施的设计原则、布局规划、最大撞击力的计算方法和船舶设计碰撞速度、设计碰撞角度以及水动力影响系数等关键问题,可供今后设计运河桥墩的防撞设施参考。     

定墩长间断式直道混凝土护栏的最优结构参数

为获得定墩长间断式直道混凝土护栏的最佳尺寸参数,应用正交试验设计方法,以间断式直道混凝土护栏的5个截面参数为设计变量,每个设计变量考虑了5个水平,基于建立的汽车-护栏碰撞系统动力学模型及LS-DYNA软件,对间断式直道混凝土护栏的25组不同截面参数组合进行了汽车碰撞仿真试验,研究了25组截面参数组合对汽车碰撞过程的影响。仿真结果表明:有2组参数组合的护栏同时满足轮胎完好,护栏完整,头部损伤指标小于1 000的碰撞要求,因此,只要设计参数合理,定墩长间断式混凝土护栏具有较强的吸能能力与引导失控车辆返回正确行驶方向的导向能力,具有良好的工程应用特性。     

一种新型FRP桥墩防撞浮箱结构

介绍了一种具有自定位功能的弱接触连接构造和具有高消能效果的新型FRP桥墩防撞浮箱结构,它可适用于桥区水位变幅较大和墩的抗力远低于其设防船撞力的桥墩防撞保护工程,可获得既不伤墩、又少伤船、还少结构自伤的最佳防护效果,是实现桥墩和谐防撞与长效防撞的技术创新尝试。     

基于正交试验的螺纹剪切系统参数优化设计

为获得螺纹剪切碰撞吸能系统的最佳尺寸,以达到碰撞设计要求,应用正交试验设计方法,以螺纹高度、螺纹宽度、剪切高度及螺距这4个尺寸参数为设计变量.每个设计变量选取4个设计水平,对螺纹剪切系统的16种参数组合进行了碰撞仿真实验,并分析了实验结果.分析结果表明,剪切高度对评价指标有显著影响.仿真实验结果表明,所选的螺纹剪切系统结构最优参数组合满足碰撞设计要求.