船舶與船閘閘室結(jié)構(gòu)撞擊力分布的有限元仿真分析.pdf

1、船舶與船閘的碰撞問題是一個涉及多學(xué)科的復(fù)雜問題，隨著航運的不斷發(fā)展和船型大型化、標準化，這又成為一個普遍存在的問題。關(guān)于船舶碰撞力目前《船閘水工建筑物設(shè)計規(guī)范》中仍采用經(jīng)驗公式計算，而對于船舶與船閘碰撞力的分布特征問題不僅研究較少，且各研究成果間也存在一定差別。因此有必要通過數(shù)值模擬的方法系統(tǒng)地進行船舶與船閘間的碰撞研究。首先綜述了國內(nèi)外碰撞理論、船舶與船閘碰撞研究成果，提出了本文的研究目的和主要內(nèi)容。討論了船舶碰撞分析中所涉及的數(shù)值模

2、擬基本理論和方法，分別就LS-DYNA的功能特點、理論基礎(chǔ)、材料動力特性以及接觸-界面摩擦等重要問題進行了專題研究，并提出在碰撞有限元仿真分析中提高計算效率、精確性及穩(wěn)定性的一些常用方法。緊接著介紹了船舶計算模型的建立方法，并分別建立了整體式船閘和分離重力式船閘的有限元仿真模型。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴船舶撞擊力會在閘墻表面形成以撞擊點為頂點的線性分布區(qū)域。對于撞擊點以上分布區(qū)域，撞擊截面閘墻越薄，撞擊力分布長度越大。而對于撞

3、擊點以下分布區(qū)域撞擊力分布長度隨著撞擊截面處閘墻厚度的變化則變化不大。⑵分別研究不同閘墻材料對撞擊力分布特征的影響，發(fā)現(xiàn)當閘墻采用素混凝土時，盡管增加混凝土的強度，撞擊力的分布長度變化也不大。而當采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，閘墻表面應(yīng)力值出現(xiàn)了顯著增大，并且撞擊力沿閘墻長度方向分布長度變小了。當采用漿砌塊石結(jié)構(gòu)時，其應(yīng)力值持續(xù)增大而分布長度繼續(xù)減小?？偨Y(jié)來說隨著閘墻材料強度的增加，撞擊力分布長度隨之變小。⑶由于閘墻型式的不同，撞擊力的分布長度