斜拉桥桥塔船撞安全评估分析

以某跨江斜拉桥工程实例为基础,介绍了桥塔受船舶撞击后安全评估的内容、方法和船舶撞击力、结构受力计算分析等问题。采用有限元软件Midas Civil进行桥梁整体计算分析,得到桥梁整体结构和关键截面受撞击的应力和变形;采用有限元软件Midas FEA进行桥塔局部计算分析,对受撞击桥塔进行强度验算;同时,通过外观检查和专项检测结果综合分析桥塔被撞后的损伤程度,评估桥塔受船舶撞击后桥梁整体安全性能,为今后类似桥梁船撞安全评估提供借鉴。     

质点与Euler-Bernoulli梁任意点撞击问题的解析解

研究梁结构受质点横向弹性碰撞问题,把碰撞问题看成系统振动问题,并用直接模态叠加法(DMSM)求解.撞击点位于梁上任意位置,分别假设梁的左右两部分的挠度函数,根据初始条件、连续性条件和边界条件得到系统对应的频率方程,然后由杜哈梅(Duhamel)积分获得简支梁受横向碰撞时的解析解.算例讨论撞击力、挠度和弯矩的收敛性,也给出这些量随时间变化的曲线.结果显示DMSM方法的有效性并能够进一步推广.     

基于复杂外力与数据驱动的树木运动学模型构建

针对当前模型在表现树木各分支对象摆动、断裂等形态方面效果较差的问题,提出了基于运动学模型的树木动态建模方法.根据自然界中的复杂外力与重力之间的合力关系,获得各分支对象在碰撞前的角度、速度等特征量;采用运动学原理获得撞击力,并分析其与断裂极限值之间的关系,从而描绘各分支对象在运动轨迹中与其他对象发生碰撞后,各对象的摆动、断裂等形态.实验模拟结果表明,采用基于运动学模型模拟出的效果,其树木运动姿态流畅逼真,实时代价小,模拟效果较好.     

柔性杆多次撞击过程的瞬态动力学分析

对双柔性杆多次撞击过程,采用St.VENANT杆波动理论,提出应用瞬态波函数特征值展开法,分别求解多次撞击和分离过程瞬态波响应理论解.应用该理论解,由撞击过程中两杆组合结构的撞击界面应力,计算多次撞击力响应,从而实现了对多次撞击问题的分析.数值计算表明,该方法可以合理的分析多次撞击过程,较精确的计算多次撞击力响应和结构瞬态波响应,并可进一步研究"次撞击"和瞬态波传播等物理现象,以及研究系统参数对多次撞击过程的影响.研究结果可为柔性结构多次撞击过程的瞬态响应分析和结构安全评估提供参考.     

桥梁地震碰撞分析中不同接触单元模型的对比分析

地震时邻梁间的碰撞是引起桥梁局部损坏甚至落梁的主要原因。为合理分析桥梁的地震碰撞响应, 基于所开发的结构精细化模拟分析平台FENAP, 对比分析了桥梁地震碰撞分析中不同接触单元模型的计算精度和适用条件。在FENAP平台上引入线性弹簧、Kelvin-Voigt、Hertz和Jan-Hertz-damp等四种接触单元模型, 建立了结构地震碰撞分析平台, 并通过数值验证以及对正弦波和地震动激励下的模型试验的数值分析, 对比分析了不同接触单元模型对结构碰撞响应的影响。研究表明：所建立的结构地震碰撞分析平台具有较高的计算精度和效率;在四种接触单元模型中, Kelvin-Voigt和Jan-Hertz-damp模型的计算精度和适用性更高, 而线性弹簧和Hertz模型, 由于未考虑碰撞过程中的能量损失, 仅适用于恢复系数较高的近似弹性碰撞情况。     

夹层海底管道在侧向撞击力下的凹陷行为

夹层管作为油气输送管线应用于深水高压和管道碰撞事故频发的海洋环境中,能提供更大的结构抗力,但目前对夹层管受坠物撞击凹陷行为的认识尚不深入.为此,基于薄壁管凹陷变形理论模型,采用有限元方法研究了夹层管在侧向载荷作用下的结构凹陷行为,通过参数分析,探讨了内部介质压力、外部静水压力和环空率等对夹层管结构响应的影响.研究结果表...     

薄壁管结构的耐撞性研究

通过非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对异截面同厚度和同截面异厚度的薄壁结构进行了数值分析,研究了其截面形状、壁厚、诱导槽等对撞击性能的影响,得出了薄壁管结构的吸能特征。分析表明:(1)锯齿管与圆形管具有相近的吸能效果,可以作为一种新型的薄壁管吸能元件;(2)横截面形状对薄壁管的比吸能有很大的影响,圆形管比吸能效果最好;(3)薄壁管的吸能随厚度增加而提高,但撞击力峰值与撞击力均值也会随之增加,达到4mm时吸能不再提高;(4)预变形结构能够使薄壁管的比吸能减少极小的情况下大幅降低撞击力峰值与撞击力均值,能有效地避免对乘客带来二次伤害,极大地提高了机车的耐碰撞性能。     

节能型自由侧翻式拍门在黄山寺二站工程中的应用

文章介绍了传统型拍门的特点和节能型自由侧翻式拍门的工作原理、特点和结构,并从各项技术性能指标上阐述了节能型自由侧翻式拍门优于传统型拍门,指出节能型自由侧翻式拍门安装、维护技术要求和注意事项,从实际运行看,效果很好。     

冰-砼碰撞在输水隧洞中的力学特性机理

为了研究西北寒冷地区中小型流冰对输水隧洞的碰撞问题，基于实验分析结合数值模拟的方法，选取模型实验几何比尺λ为1∶5，通过ANSYS/LS-DYNA软件进行有限元仿真，得到不同工况下流冰对输水隧洞衬砌撞击力影响规律。结果表明：流冰撞击力峰值与流冰速度呈现出近似的线性关系；流冰撞击力峰值与流冰压缩强度呈现出近似的对数函数关系，在较高速度下，流冰的塑性效果起主要作用，流冰的压缩强度对流冰的撞击力结果影响较为不明显；流冰撞击应力峰值与流冰厚度呈现出近似线性关系。同时，通过数值模拟与模型实验得到的流冰撞击力影响规律基本一致，验证了冰-砼碰撞实验装置的准确性及合理性。由于数值模拟时流固耦合的计算方法考虑了水介质对流冰的影响，在流冰撞击输水隧洞衬砌时形成水垫效应，从而会轻微地降低流冰撞击力，而模型实验未考虑水体对流冰的影响，因此各种工况下的模型实验结果均普遍大于数值模拟结果。