基于ls-dyna仿真模拟对船桥撞击的研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文基于LS-DYNA仿真模拟对船桥撞击的研究学位申请人：熊安平学科专业：桥梁工程指导教师：谌润水教授副指导教师：程海根教授答辩委员会主席：答辩日期：华东交通大学2012届硕士学位论文基于LS-DYNA仿真模拟对船桥撞击的研究土木建筑学院熊安平独创性声明本人郑重

2、声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全

3、部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名____________导师签名__________日期___________摘要基于LS-DYNA仿真模拟对船桥撞击的研究摘要随着中国高速铁路的快速发展以及交通网络的不断完善，我国跨江大型桥梁的建设也是不断的在增多。因此，船舶撞击桥梁下部结构导致损坏或坍塌的事故也是经常发生，然而船舶撞击桥梁的研究在我国近年来才得到足够的重视。并且我国规范公式对撞击力的考虑过小导致了桥梁的设计不足以承受船舶撞击荷载。因此对于我国设

4、计规范公式中船桥撞击力过小原因的研究以及改进将不容忽视。近年来，运用仿真软件对船桥撞击过程的分析已经非常的广泛，本篇论文也是基于LS-DYNA仿真软件对船桥撞击进行研究的，主要工作如下：（1）结合LS-DYNA软件理论和笔者实际操作中的总结对接触类仿真模拟过程中最常见的问题进行了详细的介绍。如：沙漏问题、单元失效、计算时间、滑动界面能、穿透问题。（2）从我国铁路桥涵设计规范船桥撞击力计算公式的理论推导找出了导致撞击力过小的原因即弹性变形系数c+c。接着对不同速度、质量的船舶撞击刚性墙进行了仿真计12算，分析计算结果拟合出了大

5、刚度船舶撞击条件下弹性变形系数的计算公式。之后对该计算公式的正确性进行了分析，与欧洲规范船桥撞击力公式的计算结果非常的接近，从而得出改进的船桥撞击力公式是趋于合理的。（3）通过对不同刚度和质量的船舶撞击承台的仿真模拟以及动力学理论推导得出影响桥梁动力放大系数的因素，并最后总结出在某一范围内对动力放大系数取值的方法。（4）对船舶撞击不同材料模型的桥梁下部结构以及船舶撞击桥梁下部结构的不同位置进行LS-DYNA软件仿真模拟。对比不同撞击位置下桩顶的位移、撞击力、动力放大系数以及对比不同材料模型下桩顶的位移、撞击力，总结出在船桥撞

6、击研究过程当中模型在特定情况下的简化是否合理。结果表明，在研究撞击力时把桥梁下部结构简化为刚性墙是合理的；在动力放大系数影响因素及取值的分析中只考虑了船舶撞击承台这种情况也是合理的，因为撞击位置对动力放大系数影响比较小。关键词：船桥撞击，撞击力，动力放大系数，HJC材料模型，合理性研究IAbstractTHESHIPHITBRIDGERESEARCHBASEDONLS-DYNASIMULATIONABSTRACTWithChina'shigh-speedrailwayrapiddevelopmentandtransporta

7、tionnetworkofcontinuousimprovement,theconstructionoflargebridgesisalsoenlargeing.theshiphitthebridgesubstructureleadtodamageorcollapseaccidentoccurredfrequently,buttheshiphitthebridgeoftheresearchinChinainrecentyearsbeforetheygetenoughattention.Tothedesignofthebrid

8、geourstandardformulaforimpactforceistoosmalltowithstandimpactloadsforbridge.Therefore,thestudiesandimprovementsofthereasonofdesignspecificationsf