有限元分析技术的船桥碰撞模拟

利用动力数值模拟技术对船桥碰撞进行数值模拟,结果存在误差,模拟不准确。针对上述问题,运用有限元分析技术对船桥碰撞进行模拟。首先对船桥碰撞问题进行分析。根据分析结果建立船舶和桥梁的有限元模型,最后进行数值模拟分析,探讨不同碰撞角度下的船桥撞击结果。为验证该模型的有效性,进行了对比实验,结果表明:与动力数值模拟技术相比,利用有限元分析技术进行船桥碰撞数值模拟分析,准确性提高了11%,为桥梁的防护建造提供了重要的参考依据,降低了船舶运行风险,节省了船舶维护成本。     

船桥碰撞及桥梁防撞结构研究

对某桥梁防撞结构的碰撞过程进行了数值模拟.介绍了船桥碰撞数值仿真中所涉及的关键技术,研究了船桥碰撞力,碰撞损伤变形、能量吸收及防撞结构各构件的变形情况,并对其进行了详细分析.数值模拟是用大型非线性动态响应分析程序MSC/Dytran来完成的.     

集装箱船双层舷侧结构的碰撞模拟

对某集装箱船双层舷侧结构的碰撞历程进行了数值模拟,在采用刚性撞头的情况下研究了它的能量吸收能力和碰撞损伤情况,并对各个构件在碰撞过程中的作用进行了分析.数值模拟是用大型非线性动态响应分析程序MSC/DYTRAN来完成的.     

船桥碰撞及桥梁防撞结构研究

对某桥梁防撞结构的碰撞过程进行了数值模拟。介绍了船桥碰撞数值仿真中所涉及的关键技术，研究了船桥碰撞力，碰撞损伤变形、能量吸收及防撞结构各构件的变形情况，并对其进行了详细分析。数值模拟是用大型非线性动态响应分析程序MSC／Dytran来完成的。     

集装箱船双层舷侧结构的碰撞模拟

对某集装箱船双层舷侧结构的碰撞历程进行了数值模拟，在采用刚性撞头的情况下研究了它的能量吸收能力和碰撞损伤情况，并对各个构件在碰撞过程中的作用进行了分析。数值模拟是用大型非线性动态响应分析程序ＭＳＣ／ＤＹＴＲＡＮ来完成的。     

基于SPH-FEM方法的舷侧与冰山碰撞结构响应

传统的有限元数值仿真对于研究高速碰撞大变形等问题具有一定的局限性，建立一套基于光滑粒子流体动力学（SPH）的水介质中小型冰山与船舶舷侧碰撞数值模拟方法，验证SPH模拟冰材料与船-水-冰耦合的合理性，对不同舷侧部位与不同冰山碰撞工况进行数值模拟，分析碰撞形状、面积和速度等对舷侧结构的应力、应变、结构损伤等的影响规律。研究表明，提出的冰山与舷侧碰撞数值模拟方法具有较高的计算精度，对冰山-船舶碰撞的研究具有重要的参考价值。     

聚脲涂层对舷侧结构抗撞性能的影响

针对某型舰船舷侧结构的抗碰撞问题,通过数值模拟的方法,开展在有、无聚脲涂层模型板架和实船在碰撞载荷作用下的结构响应研究。以某型舰船的结构尺寸为依据,实尺度建立舷侧板架有限元模型,运用瞬态动力学软件MSC.Dytran对2种模型进行数值模拟,分别获得有、无聚脲涂层舷侧板架在碰撞冲击载荷作用下的碰撞力、应力应变与损伤变形;在此基础上,对有、无聚脲涂层的实船碰撞进行数值仿真研究。结果表明:在相同工况下,有聚脲涂层结构的舰船可抵抗更强的撞击力。     

基于层析内波理论的上凸型内孤立波碰撞数值模拟研究

基于考虑自由面效应的层析内波理论，对两层流体间的两个上凸型内孤立波的碰撞进行数值模拟。首先对单个内孤立波的传播进行数值模拟，检验波形及速度场的稳定。随后针对两个等幅内孤立波碰撞过程中不同时刻的波形及界面起伏达到最大时的速度场进行研究，考察碰撞前内孤立波幅值与碰撞过程界面最大起伏值的关系。     

渔船与桥墩碰撞的影响因素分析

通过有限元数值计算模拟渔船以不同航速与桥墩对心碰撞和偏心碰撞,分析得出碰撞过程中的撞击力时程曲线、能量时程曲线及不同速度下和不同偏移距离下的最大撞深。同时,对船舶碰撞的损伤程度进行研究分析。计算结果表明:船舶航速越快,碰撞损伤越严重;随着偏心距离的增大,碰撞损伤呈整体增大的趋势。利用模拟结果建立专家数据库,可对船舶碰撞事故进行还原评估,为碰撞事故的分析和处理提供一定的参考。     

地震作用下相邻结构碰撞对结构性能影响研究

在地震中,房屋结构间的碰撞是一种常见的震害,相邻结构高度相差较大时碰撞后果更为严重。采用简化的Hertz-damp碰撞模型,对两相邻8层和3层钢筋混凝土框架结构间的地震碰撞进行了数值模拟和参数研究.研究表明:碰撞对结构的位移、柱底剪力都产生了很大影响,并在楼层位置产生很大的碰撞力和加速度脉冲,间隙比和周期比是影响碰撞的两大重要因素.     

整船碰撞非线性有限元仿真

笔者在国内首次利用非线性显式有限元方法对可变形的船首结构撞击可变形的船侧结构的全过程进行了动态模拟。本文通过对一艘40000t油船正撞30000t散货船船侧的数值仿真讨论了船舶碰撞数值仿真中所涉及的关键技术，给出了船舶碰撞仿真中提高计算效率、精确性和稳定性的原则和方法。     

船艏横向加强框架对船艏耐撞性能的影响

在撞击过程中船艏结构的典型损伤是外壳板和内加筋的褶皱，撕裂和弯曲。在以前的船舶结构的碰撞分析的简化方法或数值模拟中往往略去横向肋骨框架对船艏碰撞性能的影响。本文利用有限元数值仿真方法研究了横向肋骨框架在碰撞损坏过程中的作用，发现其对船艏结构的损伤形态、碰撞力及能量耗散有重要影响。因而是碰撞计算中不可忽略的因素。     

油轮艏部结构碰撞特性研究

在船舶碰撞中,船艏是主要作用方.船艏结构的碰撞特性是影响船-船碰撞过程中被撞船舷侧结构损伤程度的决定因素.为减少碰撞事故损失,应从碰撞的观点对船艏结构的特性进行研究,提出一种研究船艏的碰撞特性的方法及表征船艏碰撞特性的特征量,据以改进船艏设计.根据船艏结构本身的碰撞破损过程,对船艏结构碰撞力与破损深度的关系、艏部构件在碰撞过程中的损伤形态和能量耗散进行了研究,指出碰撞力曲线是船艏结构的一种固有特性.提出了碰撞力面积密度曲线的概念,它可以用于定量表达船艏结构对其它结构的破坏能力.利用有限元数值模拟方法计算了一艘4万吨船艏的碰撞损坏实例,显示了上述碰撞特征并讨论了提高碰撞数值模拟计算精度的方法.     

船舶撞击下的车—桥耦合系统动态响应分析

文章将"船桥碰撞"与"车桥耦合"联系在一起进行研究,建立了斜拉桥、轻轨和船舶的三维非线性精细有限元模型,研究了轻轨列车-斜拉桥动态耦合系统在船舶碰撞下的动态响应。数值模拟过程分以下四步:桥梁初始成桥状态模拟,轻轨列车—斜拉桥动态耦合模拟,船舶与桥梁的碰撞模拟和桥梁—火车—船舶相互作用模拟。桥梁初始状态及大变形通过更新拉格朗日法和共旋转推导法来实现。通过与平面杆系有限元模型的计算结果进行比较,证实了全三维有限元建模方法在车—桥动态耦合响应分析中应用的准确性。研究通过基于罚函数的动态接触方法来实现车—桥耦合和船舶的碰撞过程,采用递归谱二分法的并行计算技术来缩短计算时间,基于显式中心差分插值法来进行数值求解,该方法证明在分析车—桥—船之间的耦合动态响应是一种有效的技术,为设计阶段模拟桥梁的动态特性提供了有效手段。结果表明,当发生船—桥碰撞时,轻轨列车运行到主桥塔附近行车安全的影响最大。     

基于张力腿平台的顶张紧式立管碰撞分析

基于张力腿平台(TLP)的顶张紧式立管(TTR),在平台运动、波浪及海流的联合作用下,相邻的立管可能发生碰撞并对其承载能力造成影响,有必要深入研究TTR在恶劣海况下的碰撞行为。采用有限元软件对两根生产立管进行数值模拟,设置两管碰撞前弯曲及后续动态碰撞两个分析过程来模拟TTR的碰撞行为;采用碰撞参与长度公式确定了TTR碰撞的接触区域。研究重点分析了立管碰撞前弯曲变形对碰撞结果的影响,为深水刚性立管局部碰撞行为的研究提供了方法。     

冰-水耦合作用下船舶与浮冰碰撞动响应数值仿真研究

船舶在碎冰区航行时会受到浮冰的碰撞,为了准确模拟浮冰碰撞载荷作用下的船体局部结构承载特征,应当考虑碰撞过程冰-水耦合作用的影响。本文采用瞬态动力学分析程序MSC.Dytran对某水面舰船在碎冰区航行时受浮冰碰撞的动态过程进行数值仿真,得到了受浮冰碰撞下的船体结构响应、碰撞载荷及碰撞过程中的能量转化特征,对浮冰尺度、碰撞位置、舰船航速对船体结构响应及碰撞载荷的影响进行了分析并给出了相应的结论。本文研究工作对于碎冰区航行舰船的载荷确定及结构设计具有重要的参考价值。     

船体（平台）渤海冰区作业安全性分析

[目的]冬季,海洋核动力平台在渤海区域作业时,因出现的浮冰会对其造成威胁,所以基于安全的考虑,需要对浮冰与平台的碰撞过程进行分析。[方法]首先,利用有限元数值仿真方法模拟渤海浮冰与海洋核动力平台的碰撞过程,并将数值模拟过程的阻力—位移曲线与冰锥受压实验数据进行对比,验证该数值模拟方法的可行性;然后,基于渤海冰情建立典型浮冰模型,通过浮冰与平台的撞击过程分析结构响应;最后,采取分别固定冰厚和固定冰速改变浮冰尺寸的方式,分析该平台对于浮冰的承载能力。[结果]结果显示,在碰撞过程中,骨材强度对该平台的承载能力影响较大,碰撞力会随着浮冰的持续挤压而不断增大,直至浮冰反弹;随着浮冰移动速度和冰厚的增加,该平台所能承受碰撞的浮冰尺寸也会相应降低。[结论]研究表明,平台与浮冰碰撞部位骨材的强度直接影响其自身的承载能力,分析发现浮冰移动速度比浮冰厚度对平台承载能力的影响更大。     

基于LS-DYNA的带球封头耐压结构深海碰撞仿真

深海潜器在近海底自航时存在着与海山、礁石等结构物发生碰撞的可能性,这种深海碰撞情况是潜器航行最危险的工况.本文基于非线性有限元程序LS-DYNA对深海碰撞过程进行数值模拟,分析碰撞过程结构损伤变形、碰撞载荷和能量变化情况,对剩余承载能力和结构失效模式进行分析.在此基础上,进一步探讨了撞击速度、静水压力、被撞物体的结构等撞击参数对于水下碰撞过程的影响,所得结果可以为潜器航行安全性提供参考.     

船底座礁实验数值模拟中选择参数影响研究

非线性有限元方法是分析船舶碰撞和搁浅问题的一个强有力工具,但是数值模拟结果的可靠性很大程度上依赖于对工程问题的恰当处理和有限元软件中主要参数的准确控制.本文以某单壳船底结构准静态座礁实验结果为例,用非线性有限元软件LS-DYNA进行数值模拟,研究了下列选择参数对单壳船底结构抗撞性的影响:边界条件;船底结构的材料模型;壳单元类型;船底结构与礁石模型之间的摩擦系数;船底结构的残余应力.通过比较计算结果的碰撞力曲线,能量吸收曲线来评价这些参数对数值模拟的影响并给出了一些建议.     

自升式平台管结构碰撞损伤机理研究

文章以自升式海洋平台桩腿直管结构为研究对象,采用简化解析法和有限元数值仿真法对其在侧向冲击载荷作用下的变形机理进行了研究。文中首先基于前期试验,对管结构的变形模式进行了简化,并利用塑性力学理论求解出管结构的碰撞力与撞深解析表达式。然后利用有限元软件ABAQUS,对管结构的动态响应进行了数值模拟,将得到的碰撞力与撞深曲线与解析结果对比,以此验证文中解析方法的准确性。该文的研究成果可以为大型平台结构碰撞性能研究提供技术支撑。