绍兴曹娥江袍江大桥桥墩防撞分析与设计

介绍了绍兴曹娥江袍江大桥的工程特点,利用经验公式与有限元方法对船与桥墩碰撞过程进行了模拟仿真,说明设计桥墩防撞装置的必要性.提出设计摩擦桩式防撞装置以保护桥墩,并对该装置的结构、防撞效果、防撞方式进行了分析.     

新型点阵夹层防撞梁与负泊松比吸能盒复合总成开发与吸能性能

为高效解决车身结构抗撞性和轻量化同步实现的难题，以乘用车前防撞梁与吸能盒为例，将点阵夹层结构与负泊松比结构用于其设计，并考察新型复合总成的吸能性能。以传统高强钢方案作为对标基准，获取待开发总成的性能设计依据。基于高强钢总成40%重合率碰撞试验，完成有限元模型的精度验证，进而获得全宽碰撞的结构响应特征及吸能参考数值，用于指导新型总成的开发。通过数值模拟算例，分析新型复合总成对冲击输入能量的适应性及吸能量对负泊松比吸能盒壁厚的敏感性，从而提出增加吸能盒封板与防撞梁支撑的改进方案。改进后的点阵夹层防撞梁具有更佳的承载刚度与载荷传递能力，总成变形模式愈加合理；改进前、改进方案1与改进方案2的总成吸能量分别占输入总能量的11.5%、68.2%与92.76%，高于高强钢方案的64.09%；改进方案2较高强钢方案减重32.9%。复合前防撞总成的台车试验与仿真结果对比显示：输入能量、碰撞初速度、总成吸能量、平均压溃量、平均碰撞力与回弹速度等指标的偏差绝对值均小于5%。结果表明：采用点阵夹层结构与负泊松比结构后，新型复合总成的吸能性能与轻量化水平均优于高强钢方案，2类结构适合于车辆承载与吸能结构，复合总成的设计方法与开发流程适用于相关新型结构的开发。     

高性能板式减震橡胶支座竖向刚度研究

为探究高性能板式减震橡胶支座竖向刚度的影响因素及规律,得到该支座竖向刚度的简化公式,对不同构造的高性能板式减震橡胶支座进行竖向刚度试验,并建立其实体有限元模型,对支座抗压弹性模量受2个形状系数的影响规律进行参数分析。然后,在现有纤维加劲橡胶支座的抗压弹性模量Tsai-Kelly理论公式与Toopchi-Nezhad修正方法的基础上,用得到的抗压弹性模量数值解对Toopchi-Nezhad修正抗压弹性模量公式中的变量系数进行拟合再修正,得到适用于高性能板式减震橡胶支座的抗压弹性模量理论公式。之后,结合新型支座的常用规格,利用支座抗压弹性模量与第一形状系数的线性拟合,得到其简化经验公式,用于高性能板式减震橡胶支座竖向刚度的计算。结果表明:高性能板式减震橡胶支座的抗压弹性模量会受橡胶层厚度、支座平面面积影响,并随支座第一形状系数S_1的增大而增大,随第二形状系数S_2的增大而减小;建立的新型支座有限元模型可以准确模拟其竖向受力性能;拟合得到的高性能板式减震橡胶支座抗压弹性模量理论公式与有限元模拟结果误差仅5%,可用于该支座竖向刚度的理论计算;经简化得到的经验公式可以用于钢丝直径为1mm,15S_145,2S_26的高性能板式减震橡胶支座的工程设计。     

摩托车车架弯管技术探讨

摩托车车架弯管件在弯曲过程中,会出现椭圆变形、壁厚变薄和回弹等现象。基于对上述现象产生原理的分析和相应的试验,提出一些切合实际的解决方法:弯管件设计时,尽量增大弯管件的弯曲半径,这样有助于减小椭圆变形率、壁厚变薄率;在生产时选用合适的芯棒,可以有效减小椭圆变形;按公式计算弯曲模的半径;按公式或20/120方法计算角度回弹值来修正弯管机的加工程序。     

大直径长钢护筒陆地施工方案比选

马鞍山长江公路大桥悬索桥南边塔位于浅滩区,桩基采用54根2.5 m钻孔灌注桩,其永久钢护筒外径2.8 m,壁厚22 mm,长16.2 m,临时钢护筒长9 m,壁厚14 mm.钢护筒采用先钻孔后振动下沉的施工工艺.振沉效果良好.     

长沙暮坪湘江特大桥主桥抗撞性能研究与防撞设计

为保证长沙暮坪湘江特大桥主桥船-桥碰撞安全性,对该桥进行了抗撞性能研究与防撞设计。采用LS-DYNA软件开展船-桥碰撞分析,确定设防船撞力;结合冲击谱近似方法确定设防船撞动力作用,计算桥墩动力需求与抗撞能力,评估结构安全性;针对主墩拱脚防护及过渡墩抗弯能力不足等问题,提出由UHPC面板、内置X型耗能钢板、EPS泡沫及D型防撞护舷等构成的钢-UHPC组合防撞设计方案,并开展防撞效果有限元分析。结果表明：除撞击力峰值外,最高水位工况下结构响应均大于最低水位工况;未设置防撞装置时主墩具有较好的抗撞能力,且有一定的安全富余,而过渡墩无法满足抗弯需求;主墩设置防撞装置能在1.5 s内将船舶侧撞速度降为0,有效地阻止了船舶侧向侵入,过渡墩防撞装置钢板厚10 mm时,撞击力峰值降低了35%,主要响应峰值降幅达40%～50%。     

变壁厚防撞吸能盒轴向压溃过程的实验研究

以汽车防撞吸能盒部件为应用对象,对比分析了由差厚板和激光拼焊板制作的变壁厚圆管在轴向压溃下的载荷-位移曲线特点、失效模式和吸能效果。结果表明,在准静态轴向加载条件下,与拼焊管相比,差厚管的变形模式为混合模式,更加稳定,且平均载荷较大,能吸收较多的能量。     

某越野军车悬置元件设计与试验验证

以某越野军车橡胶悬置元件的三向刚度为设计内容,先使用经验公式,计算出符合产品所要求的三向刚度的橡胶体的基本尺寸,用有限元分析软件ABAQUS对初步设计出来的橡胶体的三向刚度进行仿真计算,最后对生产出来的悬置元件在MTS弹性体试验台上进行试验验证,证实了经验公式和有限元分析计算的正确性,对于缩短产品生产周期具有重要的指导意义。     

4m钢承口钢筋混凝土顶管钢套环结构性能分析

利用数值分析方法,通过建立4 m钢承口钢筋混凝土顶管管节有限元实体模型,对不同壁厚的承口钢套环,在不同顶力条件下、不同偏转角度状态下的内力及变形情况进行分析,为背景工程设计及施工提供理论依据。     

砼T梁翼缘板防撞分析

结合某30 m砼T梁通用图的设计,利用空间有限元软件对T梁翼缘板的防撞能力进行了分析,并与规范规定的方法进行了对比,提出了保证T形梁翼缘板防撞能力的措施.     

宁波舟山港主通道北通航孔桥主墩承台封底关键技术

宁波舟山港主通道北通航孔桥为(125 十260 十125)m的钢-混凝土混合梁连续刚构桥.主墩承台下设13根φ3.5 m/3.0 m变径钻孔灌注桩,承台采用40 mX22.6mX8m的永久性防撞钢套箱施工,防撞钢套箱下放后进行封底混凝土施工.利用MIDAS Civil软件建立防撞钢套箱结构整体有限元模型,对承台施工阶段...     

超高车辆-桥梁上部结构撞击力的工程计算方法

为了弥补中国在超高车辆撞击桥梁上部结构领域研究的不足,完善其工程设计方法,在超高车辆撞击桥梁上部结构的事故案例调查和精细化有限元分析的基础上,提出了超高车辆-桥梁上部结构撞击的简化计算模型,建立了简化模型的微分方程组,利用数值试验的方法确定了简化模型中的部分参数,从而得出简化计算模型的撞击荷载;为了满足工程设计的需要,在简化模型的基础上提出了形式简单的撞击力设计公式,以表格的形式给出了设计公式中基本参数的主要取值,并将简化模型和设计公式的计算结果与有限元结果进行了比较。结果表明:根据简化模型和设计公式计算得到的撞击荷载与精细有限元模型的计算结果吻合较好,且偏于安全,可为工程设计提供参考。     

钢板-板式橡胶复合式减隔震支座性能分析及工程应用

为实现桥梁的抗震韧性,满足防震减灾的高质量、高性能要求,基于减隔震原理将钢板的屈曲特性与板式橡胶支座的力学性能相结合,提出了一种新型钢板-板式橡胶复合式减隔震支座.该新型支座由板式橡胶支座与外围钢板组成,钢板可提供抗剪刚度,且具有耗能能力.通过有限元软件建模,研究了新型支座的滞回曲线、抗剪刚度、骨架曲线等力学特性,并基...     

吸能梁式公路可导向防撞垫开发研究

针对目前市场上公路防撞垫价格较高的现状,依据薄壁管梁的吸能原理,设计了一种缓冲吸能梁,通过计算机仿真分析研究,确定了单个吸能梁的吸能能力.吸能梁与支撑架组装成防撞垫,该防撞垫具有可导向功能,并且可根据需要调整吸能梁的组数以满足不同的车辆碰撞速度要求,最大程度地保障车内乘员安全,该防撞垫与国内外其他同类产品相比,其性价比优势明显.     

英德浈阳大桥船舶撞击力标准值比较研究

由于现行各船撞力经验公式计算的结果差异较大、设计值不统一,而无法直接应用于桥梁的防撞设计,因而必须结合有限元仿真计算,并综合考虑船桥碰撞各因素来确定。该文借助Ansys/LS-DYNA非线性有限元分析软件,对英德浈阳大桥进行船撞数值模拟,计算了不同工况下的撞击力,讨论了不同水位、不同角度以及船头不同碰撞部位对船撞力的影响。并将数值模拟得到的船撞力和国内外规范经验公式的计算结果进行比较分析,进而确定该桥船舶撞击力的标准取值。     

膜片弹簧力学特性有限元分析

考虑了膜片弹簧与压盘和支承环之间的接触、摩擦等实际因素,建立了膜片弹簧大端受载的精确有限元模型,分析得到膜片弹簧的载荷-位移特性和应力-位移特性。通过与试验结果的对比,表明有限元分析得到的结果比传统的A-L公式计算结果更精确,可用于膜片弹簧的实际设计。     

专用车构件高强度钢板强度等代设计中的板厚计算

对专用车构件高强度钢板等代设计问题进行了研究,根据弹性力学和板壳理论推导出利用高强度钢板进行强度等代设计时板厚的计算公式,并用有限元法和所推导的公式对典型的货车车架进行了强度等代设计,为利用高强度钢板进行专用车轻量化设计提供了理论参考.     

新型防撞垫安全性能仿真与试验

为降低公路交通分流处车辆碰撞护栏端部事故的严重性,结合对防撞垫缓冲吸能原理的分析,设计出一种新型防撞垫结构,通过有限元仿真模拟和实车碰撞试验进行防撞垫安全性能分析与评价。结果表明:设计的防撞垫结构能够防护1.5t的小客车以60km/h速度正面碰撞,碰撞后车辆安全停止,停车位置满足导向驶出框要求,防撞垫的变形形态符合设计预想的缓冲吸能机理,乘员碰撞速度、乘员碰撞后加速度以及假人测试结果均满足乘员风险指标要求,试验结果和仿真结果具有较好的一致性,部分量化指标的误差在10%以内。研究结果为设计人员提供了一种可供选择的防撞垫结构,应用后必将提高公路交通分流处的安全防护水平。     

有限元技术在橡胶悬置正向开发中的应用

通过与经验公式法对比,总结有限元技术辅助进行橡胶悬置正向开发的优势;以Abaqus有限元软件为基础,阐述如何应用有限元技术进行橡胶悬置正向开发流程;依据流程,介绍了两例橡胶悬置正向开发案例。结果表明,有限元技术辅助设计的橡胶悬置不仅达到了刚度目标要求,而且强度、寿命大幅提高,同时产品开发周期有效缩短。     

乌龙江大桥船撞力及复合材料防撞系统研究

围绕福州乌龙江大桥,通过船-桥碰撞数值模拟,重点研究了船—桥碰撞的接触时间,拟合出接触时间的经验公式,根据冲量定理给出船舶撞击力的推荐值,并与各国规范进行了对比分析;研制了新型纤维增强复合材料防撞系统,实现了相关桥梁防船撞工程应用,结果表明:复合材料防撞系统具有大变形能力与良好的缓冲吸能效果,从而有效保护桥墩结构安全,减轻船舶受损程度,具较高的技术经济优势。