基于ANSYS/LS-DYNA的船桥碰撞分析

基于ANSYS/LS-DYNA软件,以一艘500t级驳船与某汉江大桥薄壁墩碰撞为例,演示了数值仿真计算的过程。重点介绍了结构模型化,获得并分析了船桥碰撞力、能量转换、以及薄壁墩的冲击响应的一般规律和特点,从而为同类桥梁的设计、维护和损伤评估等提供理论上的支持。     

基于ANSYS/LS-DYNA船舶与高桩码头碰撞模拟

基于ANSYS/LS-DYNA应用软件,采用显式时间积分瞬态非线性有限元技术,对5 000 t级件杂货船分别在2 m/s和5 m/s 2种撞击速度的情况下,与3万t泊位高桩码头的碰撞过程进行数值模拟。获得了高桩码头上部结构的位移,以及接触区域应力应变的变化,分析了桩基在不同速度下的破坏情况和承载能力,得出了一般的规律和特点。     

基于ANSYS／LS-DYNA的低速碰撞仿真模拟

提出一种基于ANSYS／LS-DYNA低速碰撞动力响应计算的显式求解分析方法。首先采用有限元法，将撞击体离散成由三维实体单元构成的具有一定初始速度的离散质量系统，对靶板采用二维壳单元离散。然后在给定撞击速度的输入条件下，采用点面接触算法求解低速碰撞的动力响应时间历程。结合一个工程实例计算，说明了该方法的适用性。     

基于ANSYS/LS-DYNA软件的水下钻孔爆破数值模拟

结合ANSYS/LS-DYNA对水下钻孔爆破进行数值模拟分析,建立水介质轴向不耦合和空气轴向不耦合单孔钻孔爆破模型,对岩石爆破破碎机理进行研究。通过数值模拟进一步验证了水介质不耦合装药结构较空气不耦合装药结构爆破的优越性,能量利用率得到较大提高,同时得到了在水介质不耦合状态下的最佳水下钻孔爆破装药结构形式。对于航道整治、港口码头建设中涉及水下炸礁工程应用具有一定的参考价值。     

基于ANSYS/LS-DYNA舱体抗爆炸分析

瓦斯爆炸产生的强大的爆炸冲击波会使救生舱板壳结构发生一定程度的塑性变形,甚至发生倾倒和扭曲,破坏严重时将失去保护作用。通过ANSYS/LS-DYNA对舱体结构进行了抗爆分析,为救生舱结构设计提供了有利支持。     

基于Derradji-Aouat海冰本构模型的船冰碰撞数值模拟

海冰与结构物发生碰撞的过程中,其力学行为变化多样,基于实验数据建立的Derradji-Aouat海冰本构模型在一定程度上考虑了海冰的拉压强度不同、静水压力项、横观各向异性以及应变率效应等因素的影响,比传统的材料屈服理论有较好的适用性。采用非线性有限元法对船冰碰撞过程进行了数值模拟,并且对破冰船局部强度和总纵强度进行了校核。     

基于ANSYS/LS-DYNA的圆盘击水弹跳研究

基于ANSYS/LS-DYNA的ALE方法,对圆盘击水滑跳现象进行三维数值仿真。建立了击水滑跳的有限元模型,包括滑跳对象、两相流及交界面设计,并用已有试验数据对模型运动状态的有效性进行了验证。分析结果表明,计算得到的滑跳临界速度和入水角随圆盘倾角的变化规律与试验结果可以很好的吻合,研究结果可以为入水冲击,气/液两相跨介质运动及其动力学特性提供一种研究方法与手段。     

基于ANSYS/LS-DYNA模块的船-闸撞击力分析

进行闸门设计或增加防撞设施时,船舶撞击力的取值非常重要。以谏壁三角船闸为例,运用ANSYS有限元计算软件分析得出5种撞击速度、5种船舶排水量共25种工况的撞击力时程曲线,与国内常用规范进行对比分析。结果表明：撞击时间随着撞击速度的增加而缩短,随着船舶吨位的增加而增大;《船闸水工建筑物设计规范》《船闸闸阀门设计规范》采用的船舶撞击力没有综合考虑船舶吨位和撞击速度两者的影响,取值偏低;《水利水电工程钢闸门设计规范》的船舶撞击力取值约为有限元分析的撞击力平均值的0.7倍。     

基于ANSYS/LS-DYNA的PHC-钢管组合桩高应变检测数值模拟研究

PHC-钢管组合桩因其耐腐蚀、承载强、贯入性能好等优点在工程中广泛应用,但它是由两种桩拼接而成的非标准桩,难以严格按照规范测量评定。本文结合ANSYS/LS-DYNA软件对PHC-钢管组合桩高应变动测法进行数值模拟,构建桩土相互作用的动力有限元模型,采用三种检测法计算对比单桩承载力。结果表明:CASE法和实测曲线拟合法的结果与静载法误差较大,继而提出的改进阻抗公式极大降低了误差。改进后的高应变法能有效反映桩承载力,为桩基检测提供了依据。     

基于ANSYS/LS-DYNA的PHC-钢管组合桩低应变检测可行性研究

PHC-钢管组合桩因承载能力高、自重轻、对地质适应性好等优点在工程中广泛运用,但因其所处地质条件复杂、施工条件等因素,对于PHC-钢管组合桩这种地下隐蔽工程的检测不易,传统的桩基动测法对于其完整性检测的适用性尚未可知。文章采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对PHC-钢管组合桩无缺陷状态以及上部PHC管桩出现破裂、上部PHC管桩与下部钢管桩脱开状态这两种典型缺陷状态进行模拟分析,探讨了低应变反射波法对于检测PHC-钢管组合桩缺陷的适用性,可为工程实际提供一定的参考依据。     

基于船冰碰撞的含凹陷损伤加筋板极限强度研究

为研究基于船冰碰撞的含凹陷损伤加筋板的极限强度,结合Derradji-Aouat各向同性三维失效准则和弹脆性破坏模式,提出基于线弹性的多表面失效海冰本构模型。利用Ls-dyna二次开发技术,编译生成相应的求解器。通过与球形冰撞击刚性板和柱形冰撞击船体舷侧板架仿真对比分析,验证了基于线弹性多表面失效海冰动力本构模型更加适用于船冰碰撞问题的研究。利用Ls-dyna模拟海冰与船体加筋板碰撞,并将含凹陷损伤加筋板模型导入Ansys中进行加筋板剩余极限强度的计算,得到考虑凹陷影响的加筋板极限强度。结果表明,凹陷对加筋板极限强度的衰减主要体现在凹陷面积,并且凹陷面积和深度对加筋板极限强度的衰减作用随着面积和深度的增加而逐步减弱。     

基于LS-DYNA强夯冲击数值模拟

针对强夯过程中,在夯击点及其周围存在局部大变形现象,采用大变形理论对强夯振动进行分析,并利用LS-DYNA有限元软件对强夯过程中土体变形的瞬态过程进行数值模拟,得到的速度时程数据与实际测量的数据比较接近。采用量纲分析的方法得到质点垂直振动速度与距离和夯锤重量的关系式,根据实测数据拟合出真实场地上振动速度的关系,拟合公式为预测强夯振动提供了一个新方法,对预测类似工程因强夯产生的振动对相邻建构筑物的影响有一定的指导意义。     

水介质对船冰碰撞结构响应的影响

以极地运输船舶艏部作为研究对象,建立基于流固耦合算法的船-水-冰耦合技术对三维船艏与冰体碰撞的结构响应问题进行了研究,结合非线性有限元软件LS-DYNA对比分析了考虑流固耦合(即有水介质)的船-水-冰碰撞模型和不考虑流固耦合(即无水介质)的船-冰碰撞模型与同质量不同速度的冰体发生碰撞下的结构响应问题,揭示了不同碰撞工况下船舶在损伤变形、碰撞力、速度等方面的变化特征及差异,同时阐述了水介质在船冰碰撞中的作用,可以为极地运输船舶的抗冲击结构设计提供参考。     

船冰碰撞载荷下船舶结构加强方案研究

为了探究水介质对船—冰碰撞结构响应的影响,文章首次对考虑水介质中的船—冰碰撞问题进行了研究。模拟了船舶与冰体在水介质中的碰撞场景,研究船—水—冰三者共同耦合作用对船—冰碰撞的影响。将该计算方法应用于船—冰碰撞的多种工况计算,对比分析了增加外板厚度、横隔板厚度以及肋骨间距等多种加强方案对船体结构响应的差异。揭示了碰撞区域的损伤变形、碰撞力、结构吸能随外板厚度、横隔板厚度和肋骨间距的变化而变化的规律,分析了船舶肩部各主要构件对于抵抗冰载荷作用的能力及贡献。所得结论对于进行冰区船舶结构设计具有参考作用。     

船艏冰刀对船冰碰撞时结构动力响应影响分析

为探讨极地冰区船舶通过加装船艏冰刀的方式能否改善船冰碰撞结构动力响应的问题,采用非线性有限元方法,从能量转换、应力、应变云图、碰撞力和船速随时间变化关系等多个角度,比较有、无艏部冰刀两种情况下,船舶艏部与排冰发生碰撞时的动力响应规律。结果表明,加装艏部冰刀可减小船体自身的损伤和变形,改善船舶破冰性能。     

基于ANSYS的直流断路器温度场数值分析

温升作为断路器的考核指标之一,对断路器的性能有着重要影响。笔者以某型4000A直流断路器为研究对象,通过对热源激励和传热规律进行分析后建模,经ANSYS热电耦合仿真获得了断路器的稳态温度场分布,并与试验结果对比基本吻合。随后,分析了散热器材质和触头接触电阻对断路器温度场的影响,该项研究成果对断路器的热力设计具有一定的参考意义。     

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.     

考虑水介质作用的船冰碰撞解耦方法及载荷预报

考虑水介质在船冰碰撞过程中水压变化的影响,是模拟水介质中船-冰碰撞的关键。本文开展数值模拟的动网格技术研究,基于RANS方程和改进的双相流流体体积函数VOF,实时预报船冰靠拢全过程中船体表面、冰体表面的压力变化情况。得到船体表面、冰体表面的P(V)函数。进而将水介质对船冰碰撞载荷的影响简化为对船体、冰体碰撞面预加载荷来实现,达到解耦目的。