船桥碰撞计算研究进展

船桥碰撞计算研究进展

一、船舶-桥梁碰撞计算研究进展(论文文献综述)

胡瀚誉[1](2021)在《内河墩式桥船撞力图谱研究》文中进行了进一步梳理随着国家内河航运的蓬勃发展,内河船舶操作失控撞击涉水桥墩已经成为影响内河通航安全的重要风险之一。为了解决这一难题,无论是桥梁结构抗撞击能力设计、防撞装置生产设计还是船舶建造安全考虑,都必须对船撞力有一个数值估算。参考国内外研究现状,始终缺少一些系统性的成果来对船桥碰撞风险研究进行指导。为了填补这一部分的空白,也为了在今后进行船撞桥风险研究时,节省更多的人力物力以及时间,并为评估船舶撞击力提供便捷的方法指导。本文首先利用松浦三桥防撞设施消能效果试验对数值模拟方法进行了验证,并验算合格了桥墩模型刚度,随后建立1000t平艏型、3000t尖艏型、5000t和8000t球鼻艏型船舶全尺度模型与直立式圆弧形桥墩模型、不规则变截面弧形桥墩模型进行总计140种工况碰撞模拟,期间对可能影响船撞力的桥墩模型、船舶吨位、船撞速度、船撞角度等因素进行动态响应分析,最后利用大样本数值模拟计算数据与经验公式计算值为参考,绘制了内河墩式桥船撞力图谱。本研究的基本结论与相应成果如下:(1)利用松浦三桥防撞设施消能效果试验结果与ABAQUS数值模拟碰撞结果综合分析,验证了有限元软件在碰撞模拟的过程中,接触、边界条件设置、材料本构模型建立的合理性,可利用有限元方法研究碰撞问题。(2)利用国内外船撞力计算公式,对本次研究的样本区间各类工况条件下的船撞力进行了计算,与数值模拟结果结合进行了图谱船撞力趋势分析。(3)利用ABAQUS建立了1000t平艏型,3000t尖艏型、5000t和8000t球鼻艏型船舶全尺度模型,在船舶外甲板钢结构的基础上,将其内部肋板、筋板以及支撑结构按照实际尺寸构建。建立了标准直立式圆弧形墩与不规则弧形桥墩两类桥墩进行构建,并对试验桥墩进行了模型刚度匹配验证。(4)通过有限元数值模拟结果动态响应研究:利用直立式圆弧形桥墩来研究碰撞力,计算结果更稳定;船舶吨位和船撞速度是影响船撞力的最重要因素,两者与船撞力计算值正相关,有很明显线性增长关系;正向撞击(90°)的撞击力始终最高,其次为撞击角度60°时,45°和30°碰撞时撞击力最低;正撞能量耗散和内能增加的速度要更快一些,有船撞角度条件下的船艏撞深要大于正撞时产生的撞深,60°撞击下船艏破坏最为严重。(5)绘制了内河墩式桥船撞力图谱,其中的船撞力值选取考虑到工程实际运用中估算的安全性,用船舶正向撞击力值为图谱重要因子,另外图谱涵盖了:1000t-8000t船舶、2-8m/s船撞速度和撞深除以时间系数,利用已知船舶吨位和船撞速度可以查询出船舶的船撞力和撞击深度估算值。该图谱对船撞桥问题研究有创新性价值。

王辉,葛晶,黄侨,曹家铖,张贵宾[2](2021)在《船舶撞击刚性墙的船撞力影响因素研究》文中研究表明桥梁可能遭受的船舶撞击力及其相关的计算方法一直都是船桥碰撞问题中的研究重点。本文首先阐述了国内外学者有关船桥碰撞中的船舶撞击力及其相关的计算方法的研究进展,分析各国规范和静力经验公式的局限性。其次通过船舶撞击刚性墙的有限元仿真模拟,分析船舶质量、船舶运行速度和船舶桥梁接触刚度对船撞力大小的影响。

岳敏楠,丁勤卫,李春,邓允河[3](2020)在《风波流及船舶碰撞作用下海上风力机研究进展》文中研究说明本文回顾了海上风力机发展历程,阐述了风波流作用下漂浮式风力机平台动态响应及固定式基础海上风力机的船舶碰撞动力响应研究,从海上风力机动态响应数值仿真、水池实验及平台稳定性控制等方面进行分析,针对目前控制方法缺点提出阵列式平台漂浮式风电场研究思路,并指出了现阶段船舶-固定式基础海上风力机碰撞动力学研究存在的问题,为系统了解海上风力机发展及开展相关研究提供了参考。

刘占辉,呼瑞杰,姚昌荣,李永乐,李亚东[4](2020)在《桥梁撞击问题2019年度研究进展》文中研究说明桥梁撞击是影响桥梁建设和运营的一个关键问题,学者们对此进行了大量工作,并取得了积极的进展。为进一步促进桥梁撞击与防护方面的研究,回顾了2019年桥梁撞击事件及科学研究现状,主要从船撞、落石撞击、车撞等3方面对目前研究热点进行简要归纳总结,并从已有研究的拓展、新材料、新型结构、新的理论方法等方面展望桥梁撞击灾变和防控的研究趋势。近场动力学研究方法的引入将有助于加深对碰撞本质的认识,也将为桥梁撞击问题分析突破传统思维瓶颈提供新的路径。

刘少康[5](2020)在《船桥碰撞动力响应评估与船撞力预测方法研究》文中认为随着交通运输业迅速发展,船舶航线越来越密集,跨江、跨海大桥数量逐年增加,导致船桥碰撞事故发生概率日益上升。船舶与桥梁碰撞可能造成船舶沉没、桥梁倒塌、人员伤亡、阻碍航道交通、燃料泄漏污染环境等极为严重的后果。因此,深入开展船桥碰撞问题研究,对保障通航船舶及跨航道桥梁的安全具有重要理论意义及现实意义。本文首先探讨船桥碰撞有限元关键问题的处理,并对船桥碰撞典型模式进行数值模拟分析;其次选取多种影响因素构建多组工况逐一计算分析各因素改变对船桥碰撞作用的影响,引入统计分析方法研究各影响因素与船桥碰撞力的相关关系;最后将数值模拟技术和神经网络方法相结合建立船桥碰撞力预测模型,实现对船桥碰撞力的快速预估。全文主要研究内容如下:(1)分析船桥碰撞事故及研究现状,提出课题研究目的与意义。探讨船桥碰撞求解方法以及运用非线性有限元分析方法求解船桥碰撞问题的优越性。(2)建立6600DWT货船及桥墩有限元模型,选择合适的材料模型及失效准则,正确定义接触设置,讨论附加水质量法和流固耦合法模拟流体对碰撞作用影响的差异,确立有限元碰撞仿真典型计算模式。(3)运用非线性有限元计算软件完成对船桥碰撞典型模式的全过程仿真,分析碰撞过程中的能量转换、碰撞损伤、运动变化等规律,并提出一种快速、精确判断船舶破损的新方法。(4)选取船舶载况、撞击速度、碰撞角度三个影响因素,设置多组工况,研究各因素对船桥碰撞力、船舶损伤变形、桥墩动力响应等影响情况。逐一计算三个影响因素组合得到的50组工况下最大撞击力值,运用偏相关分析方法研究各影响因素与最大撞击力之间的相关关系。(5)运用神经网络技术,结合有限元仿真计算结果,建立在船舶载况、撞击速度、碰撞角度输入下的船桥碰撞力预测模型。使用BP神经网络和Elman神经网络构建代理模型,比较获得具有较高精度的船桥碰撞力预测方法。

杨涛[6](2020)在《基于纤维单元的桥梁船撞高效分析方法》文中进行了进一步梳理随着中国经济的逐渐崛起,交通行业发展迅速,桥梁建设更为迅猛。与日俱增的桥梁,在一定程度上成为了水运船舶的障碍。对于通航水域上桥梁结构的船撞动力分析,现有的规范或经验静力法虽有简单实用的特点,却难以反映船桥相互作用的动力本质,无论采用国内外规范中的等效静力法,还是基于非线性接触有限元技术的方法,都存在较大的局限性。有鉴于此,本文旨在根据船舶与桥梁碰撞过程动力相互作用特点,建立一种高效准确地桥梁船撞分析方法,明确船舶-桥梁碰撞过程中被撞结构的动力响应,为桥梁的设计提供指导。(1)针对AASHTO规范中的第一类船舶(驳船),基于非线性宏观单元的构建方法,研究了驳船撞击矩形墩和圆墩时船首P-a曲线的整体与局部特征,基于能量等效的原则,提出了考虑应变率效应和桥墩宽度影响的驳船船首简化P-a曲线。通过使用CVIA方法计算结构位移,从船撞冲击谱的角度对不同形式的简化P-a曲线进行了参数讨论。结果表明:船首简化P-a曲线和实际P-a曲线在冲击谱上能够实现较好的一致,验证了所提出的简化P-a曲线的合理性;采用包络值拟合的简化P-a曲线实现了对所有特定事件下(涵盖了常见的撞击速度和桥墩宽度)冲击谱结果的完全包络,参照地震研究中设计谱的理念,可以作为船撞研究中的设计谱使用。(2)基于多伦多大学仿真框架(UT-SIM),采用非线性宏观单元相互作用模型的方法,提出了基于Open Sees-Matlab混合仿真技术的纤维梁单元船撞分析方法。首先,在Open Sees中实现了冲击物体的模拟,利用仅受压GAP弹簧以及零长度单元建立了能够描述撞击物体(船舶)和结构之间相互作用的方法。建立了Open Sees-Matlab混合仿真冲击示例模型,验证了混合仿真技术用于桥梁船撞的可能性。其次,基于船桥碰撞的相互作用特点,采用Matlab子结构程序实现了船桥碰撞中船首非线性宏观单元的模拟,并结合考虑桩基的弹性桥墩Open Sees集成结构进行混合仿真分析。LS-DYNA精细化有限元碰撞模型与该方法计算得到的结构峰值位移误差均在10%以内,验证了该方法的有效性和合理性。相比于精细化有限元碰撞模型计算,基于Open Sees-Matlab混合仿真技术的纤维梁单元船撞分析方法可以极大地提高计算效率。(3)开展了受压UHPC墩柱的落锤冲击试验,研究了UHPC墩柱的抗冲击性能以及轴向力对其抗冲击性能的影响。相比于普通混凝土墩柱,受压UHPC墩柱具有良好的抗冲击性能,多次冲击作用下总耗能远高于普通混凝土墩柱,表明了UHPC具有提高墩柱抗冲击性能的巨大潜力;建立了基于非线性纤维有限元的两自由度简化分析方法,简化方法计算得到的受压UHPC墩柱冲击响应与试验结果较好地吻合,表明了该方法有效性的同时也说明了Open Sees中修正的Concrete02本构可用于模拟UHPC材料。(4)基于Open Sees建立了非线性墩柱高效动力分析方法,通过与现有试验对比,表明该方法能够准确地模拟冲击荷载下墩柱的非线性行为(弯曲破坏为主),并获得较好的结构响应。结合非线性墩柱高效动力分析方法和Open Sees-Matlab混合仿真技术,建立了UHPC墩柱桥梁船撞非线性高效动力分析方法,采用此方法研究了一座典型的UHPC墩柱四跨连续梁桥的结构响应。最后,采用该方法对桥梁结构进行静动力结构响应分析对比,结果表明:动力分析的结果远大于静力的结果,船撞作用下桥梁结构的动力效应对响应的影响十分显着。相比于建模复杂计算时间长的非线性接触有限元技术,该方法只需30-40分钟,可节约至少40-60个小时的计算时间,极大地提高了计算效率,可以简便高效地运用到实际工程中。

李通[7](2020)在《基于流固耦合的船桥碰撞数值仿真研究》文中进行了进一步梳理在工程实际中,船舶与桥梁单墩在河流、海湾等流体环境中进行运动和碰撞是一类非常典型的流固耦合问题,船桥碰撞产生的瞬时作用力会使得船舶产生运动响应,改变碰撞区周围的流场。同时,船体附近流场的改变又会影响到船舶的运动和结构变形,从而形成船桥结构与周围流体的耦合作用。国内外学者已经对于船桥碰撞问题做了很多研究工作,但由于计算条件的限制,大部分研究人员将流体与船桥结构之间的相互作用以船舶附加质量的形式考虑,同时也很少考虑碰撞过程中船舶持续动力及流态环境的影响,这种方法在一定程度上降低了数值模拟的精确度。本文主要在现有的船桥碰撞相关资料基础上,以三峡库区3300T的特征船型为研究对象,建立了基于附加质量法和流固耦合法的船桥碰撞模型以及考虑水流作用的船舶动力碰撞模型等。其中,对碰撞过程中流体与船舶的相互作用、船舶结构响应以及船桥碰撞力的影响因素等方面进行了较为细致的研究。文中提出的考虑水体重力、水流速度、船舶推进力的流固耦合船桥碰撞模型进一步完善了已有的研究,得出的系列结论也能为船舶结构优化设计、船桥避碰等方面的研究提供理论支持与应用指导。本文的主要研究内容如下:(1)对三峡库区3300T特征船舶-散货船在附加质量法与流固耦合法中的船桥撞击过程进行了仿真研究,对比分析了船舶在附加质量模型与流固耦合模型中碰撞力曲线变化趋势,探究了附加系数与碰撞力峰值的定量关系,对两类模型下的碰撞力、损伤变形及方法适用性等方面进行了分析研究。(2)流固耦合模型中,以船舶不同撞击速度、不同吃水深度以及不同碰撞场景为变量进行研究:以不同撞击速度为工况,探讨速度对船桥碰撞的影响,分析得出撞击速度越大,船舶结构损伤越严重;以不同碰撞场景为工况,分析碰撞场景对碰撞过程的影响,分析得出正面撞击比侧面擦碰造成的结构损伤更为严重;以不同吃水深度为工况,分析船舶吃水对碰撞过程的影响,得出吃水越深,船舶附连水质量越高,对碰撞过程的影响更大,造成的船舶结构损伤更为严重。(3)考虑到碰撞过程中的船舶推进力与不同流态流场的共同作用,在模拟船舶动力的基础上,选取了两种流速与逆流、静水、顺流三种流态分别进行了船桥动力模型仿真分析,比较了各工况下结构碰撞损伤程度,研究了不同河道流态对船桥碰撞过程中的影响,揭示了船桥碰撞相对速度与碰撞力峰值之间的关系。

王颖丰[8](2020)在《船桥碰撞动力响应及风险评估研究》文中认为随着国内交通运输事业的发展,各种类型的新建桥梁极大方便了人们的交通出行,但桥梁对通航船舶来说是障碍物,加大了桥梁船撞的风险,桥梁船撞的风险评估具有重要的研究意义。本文在参考相关文献的基础上,理论计算对联岛跨桥的船撞力,对船桥碰撞的风险情况进行了研究,主要内容包括:(1)对国内外的船桥碰撞事故,相关理论研究进展进行了总结,阐明了船桥碰撞问题研究的意义。(2)系统地介绍了船桥碰撞风险研究的组成部分,即船撞力及船撞概率研究。分析了船撞力研究不同方法的差异,对比了各种方法的优缺点及局限性。介绍了五种主要桥梁船撞概率模型,并进行了比较分析。(3)针对联岛跨桥,通过数值方法,对典型性工况进行了计算,并对碰撞过程中船撞力时程,船艏破损,结构变形等进行了分析。(4)在有限元数值模拟计算的基础上,对影响船撞力的主要因素:速度,船舶载重吨位,碰撞角度的不同影响进行了分析,讨论了不同因素对碰撞过程的影响(5)根据AASHTO方法II对联岛跨桥的船撞风险概率进行了分析,并结合上述船撞力的计算结果,得出了桥梁船撞综合风险评估结果。

郑乔锋[9](2019)在《场致隧道效应材料在结构健康监测中的应用研究》文中提出结构健康监测可以有效地获取土木工程结构的损伤参数,评估结构完整性,减少维护费用,以及预测工作寿命。场致隧道效应橡胶基复合材料具有感知性能优越、制备工艺简单、适用范围广、不受力时为绝缘体等优点,有望应用其研制出适用于结构健康监测的传感器件。因此,本文分别围绕船舶桥梁碰撞监测、桥梁支座监测和交通探测三方面应用,系统研究了场致隧道效应橡胶基复合材料应用于结构健康监测时的材料选用原则、感知机理、传感器设计方法及判定机制。主要内容和结论如下:(1)船桥碰撞监测。以不同硅橡胶种类、试样厚度制备了场致隧道效应橡胶基复合材料并制作成传感器;设计了钢球自由落体撞击混凝土的碰撞模型试验,对所制得传感器进行碰撞感知性能测试,并提出了以监测传感器两端电压信号获得碰撞参数的方法;设计了并联采集系统和传感器在桥墩上分区布置的方法以定位碰撞位置;提出了桥梁桥墩受碰撞的损伤判定机制和预警方法;同时也研究了复合材料对碰撞缓冲消能的作用。结果表明,所设计制作的传感器对碰撞具有敏感的响应,量程满足船桥碰撞监测的要求;通过分析电压信号可以得到碰撞力、碰撞时间、碰撞位置、碰撞面积等船桥碰撞参数。(2)桥梁支座监测。设计了多种以板式橡胶支座为载体的传感器结构形式,并通过ABAQUS数值建模方法进行筛选;在单轴加载条件下,研究了镍粉填料掺量、试样厚度、加载速度等因素对支座传感器压敏性的影响;考察了支座传感器在持荷载下的蠕变和电阻松弛行为。结果表明,以复合材料全部取代支座单层橡胶的形式能更真实地反映支座受力情况;复合材料在支座中受环箍效应作用,压敏性会受到尺寸和侧向约束的影响;加载速度会造成压敏区间的偏移,但区间跨度基本不变;所设计制作的传感器可用于支座服役状况、桥梁安全状况等的监测,同时可用于桥载车辆交通状况的探测。(3)交通探测。制备了多种厚度和宽度的场致隧道效应橡胶基复合材料,并在模拟车辙试验条件下,研究传感器尺寸对交通探测传感器探测性能的影响;分析了传感器工作时的受力模式,以及采取平铺于路面形式时采集信号失真的原因;考察了往复碾压下传感器压敏性衰减的内在机制;通过Burger方程描述了传感器在恒定荷载作用下电阻松弛行为。结果表明,传感器压敏性的衰减是由外力做功导致对复合材料微观结构和导电网络的破坏造成的,而传感器尺寸对外力做功时间和大小有显着影响;持荷载造成的电阻松弛行为很大程度上在卸载后可以得到恢复;所设计制作的传感器可用于多种交通参数和违章行为的探测。

龙雪[10](2019)在《海洋结构物作用下海冰破坏模式及冰载荷的离散元分析》文中指出随着人类在寒冷地区的资源开发活动日益频繁,海冰与海洋结构物的相互作用会对结构稳定性和人员安全造成严重威胁。为此,人们开展了针对海冰的物理力学性质及结构冰载荷的大量研究,其主要研究手段包括现场监测、模型试验和理论分析等。近年来,数值模拟方法在海冰与海洋结构相互作用过程的冰载荷计算中也得到了发展。由于海冰具有脆性材料的力学特性,传统的有限元方法难以准确描述海冰的破坏模式。离散元方法被广泛用于岩石、陶瓷、玻璃等脆性材料的破碎过程分析中,而采用具有粘结和失效功能的离散元方法可对海冰破碎、重叠和堆积等动力过程进行有效模拟。此外,采用基于GPU的并行计算技术可提高离散元模拟的计算效率和规模,使该方法可应用于海冰工程的大规模数值模拟中。目前,在离散元方法中建立合理的粘结模型和失效准则以描述海冰在与海洋结构相互作用过程中的力学行为,并揭示海冰破坏模式与结构冰载荷之间的关系,是离散元方法在海冰工程中的重要研究内容。本文采用面向海冰工程的离散元数值方法模拟海冰与海洋结构物间的相互作用过程,开展了离散元方法的粘结和失效准则、针对海冰材料的宏微观参数关系、基于GPU的并行算法等研究,重点分析了不同海洋结构类型和海冰参数下结构冰载荷特性及海冰破坏模式的变化规律。具体的研究工作可分为以下几点:(1)通过具有粘结功能的球体单元构造了海冰模型,分别对球体单元的平行粘结模型、拉剪分区断裂准则、混合断裂准则、线性接触模型和运动方程进行了详细说明,提出了基于GPU并行的离散元算法及其在工程海冰应用中的改进方法。(2)通过模拟海冰单轴压缩试验和三点弯曲试验,建立海冰强度与微观离散元参数之间关系,提出了由海冰的压缩强度和弯曲强度确定离散元颗粒单元间粘结强度及内摩擦系数的计算方法,并根据正交试验原理分析离散元参数对模拟结果的敏感性,确定重要参数的合理取值范围。(3)针对海冰与锥体结构作用过程进行模拟,将结构冰载荷和海冰破坏模式与渤海实测数据及汉堡试验数据进行对比,验证了离散元参数选取方法的可靠性。研究发现海冰与锥体结构相互作用时主要发生弯曲破坏,其破坏过程受到锥体倾斜角度、锥体直径、冰速、冰厚及冰锥作用位置等因素影响,可导致结构冰载荷的变化;从宏观海冰破碎裂纹的产生和扩展及微观颗粒单元间的粘结失效模式两个方面,对海冰破坏模式变化过程进行分析,并提出了锥体静冰力的计算公式。(4)采用拉剪分区断裂准则和考虑损伤的混合断裂准则分别模拟海冰与直立结构作用时海冰的破碎过程,对比结果表明混合断裂准则更适用于海冰挤压破碎过程的模拟。采用该方法研究冰速对其挤压破碎的影响,结果表明海冰在较高冰速下发生脆性挤压破坏,使结构产生随机振动:而在较低冰速下则会发生韧性挤压破坏,使结构产生稳态振动。结合冰载荷、结构振动、海冰与结构的相对运动速度及单元间粘结失效次数的变化特征,揭示了较低冰速下海冰韧脆转变的物理过程。由此说明海冰的挤压破坏过程不仅与自身力学性质有关,还受到结构振动的影响,从而验证了较低冰速下结构稳态振动具有自激振动特性。此外,在海冰与直立结构相互作用过程的离散元模拟中分析了结构上的冰压力分布特性,并深入研究了高压区的产生机理。(5)对核电站取水口浮冰的堆积作用及海冰与核动力浮式平台的相互作用过程进行离散元模拟。根据浮冰的形状特点构建其离散元模型,同时考虑了风和流作用下浮冰在取水口处的堆积过程。采用离散元方法分析了海冰的平均尺寸、密集度及流速三个因素对海冰堆积过程的影响,从而对海冰堆积高度进行了合理预判,降低了核电站取水口浮冰堆积造成的阻塞危险。核动力浮式平台在冰区作业时需要具有良好的抗冰性能,采用离散元方法模拟了海冰与其作用过程并分析了平台结构的冰载荷,为结构的抗冰设计提供了合理参考。最后,对海冰与海洋结构物相互作用的离散元分析工作进行了总结,并对后续工作的研究方向进行了展望。

二、船舶-桥梁碰撞计算研究进展(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、船舶-桥梁碰撞计算研究进展(论文提纲范文)

(1)内河墩式桥船撞力图谱研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状与发展动态
        1.2.1 桥梁船撞事故研究
        1.2.2 船桥碰撞理论分析现状
        1.2.3 船桥碰撞力试验研究进展
    1.3 本文主要内容与技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究路线
第二章 船桥碰撞力学理论与船撞力的经验计算
    2.1 船桥碰撞力学理论基础
        2.1.1 Minorsky理论
        2.1.2 Woisin碰撞理论
        2.1.3 Heins-Derucher理论
    2.2 船撞力计算公式
        2.2.1 国际上计算船撞力的经验公式
        2.2.2 国内计算船撞力的简化公式
    2.3 船桥冲击动力学碰撞理论
    2.4 本章小结
第三章 船桥碰撞有限元模拟的动力计算原理
    3.1 有限元的计算控制方程
    3.2 有限元的基本解法
        3.2.1 空间有限元离散解析方法
        3.2.2 运动时间离散解析方程
        3.2.3 有限元碰撞问题模拟的求解方法
    3.3 有限元数值模拟的关键运算技术
        3.3.1 接触的定义
        3.3.2 网格划分
        3.3.3 显示积分的时间控制
        3.3.4 关于应变率敏感材料的选取
        3.3.5 沙漏控制
    3.4 本章小结
第四章 船桥碰撞数值仿真模型建立与验证
    4.1 ABAQUS大型有限元分析软件
    4.2 有限元模型建立
        4.2.1 碰撞单元的材料本构模型及参数设置
        4.2.2 船舶有限元模型建立
        4.2.3 桥墩有限元模型
        4.2.4 数值模拟边界条件与图谱研究范围确定
        4.2.5 模型求解方法
    4.3 有限元模型的可行性验证
        4.3.1 基于真实试验的数值模拟验证
        4.3.2 数值模拟刚度匹配验证
    4.4 本章小结
第五章 船桥碰撞力数值模拟研究
    5.1 船撞力图谱研究计算工况设计
    5.2 船撞力各类经验公式计算结果
    5.3 数值模拟研究结果
        5.3.1 不同桥墩船撞力动态响应研究
        5.3.2 不同吨位船撞力动态响应研究
        5.3.3 不同速度船撞力动态响应研究
        5.3.4 不同角度船撞力动态响应研究
    5.4 本章小结
第六章 内河墩式桥船撞力图谱
    6.1 图谱样本区间数值模拟计算结果
    6.2 基于国内外经验公式船撞力图谱趋势研究
    6.3 内河墩式桥船撞力图谱绘制
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果

(3)风波流及船舶碰撞作用下海上风力机研究进展(论文提纲范文)

引 言
1 海上风力机发展历程
    1.1 漂浮式风力机
    1.2 近海固定式基础风力机
2 海上风力机平台动态响应
    2.1 风波流作用下漂浮式风力机平台动态响应研究及意义
    2.2 固定式基础海上风力机的船舶碰撞动力响应
3 海上风力机动态响应
    3.1 风波作用下漂浮式风力机动态响应
        3.1.1 数值仿真
        3.1.2 水池试验
        3.1.3 平台稳定性控制
    3.2 固定式基础海上风力机船舶碰撞
4 结 论

(4)桥梁撞击问题2019年度研究进展(论文提纲范文)

1 桥梁船撞事故及船桥碰撞研究进展
2 崩塌落石对桥梁的撞击
3 车辆对桥梁的撞击
4 近场动力学思想概述
5 结论

(5)船桥碰撞动力响应评估与船撞力预测方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 船桥碰撞理论研究
        1.2.2 船桥碰撞数值解法
    1.3 论文主要研究内容
2 船桥碰撞有限元分析方法
    2.1 船桥碰撞仿真技术路线
    2.2 非线性有限元控制方程
    2.3 求解方法
    2.4 船桥碰撞有限元求解过程
    2.5 接触-碰撞的数值计算方法
        2.5.1 接触-碰撞的有限元解法
        2.5.2 接触类型
        2.5.3 摩擦算法
    2.6 材料模型
        2.6.1 船舶材料
        2.6.2 桥墩材料
    2.7 本章小结
3 船桥碰撞有限元仿真技术研究
    3.1 有限元模型建立
        3.1.1 船舶模型说明
        3.1.2 船舶有限元模型建立
        3.1.3 桥墩有限元模型建立
    3.2 流体效应对船桥碰撞的作用
        3.2.1 流固耦合法
        3.2.2 附加水质量法
        3.2.3 流固耦合法与附加水质量法计算比较
    3.3 典型碰撞模式下的船舶结构动力响应分析
        3.3.1 能量变换
        3.3.2 碰撞变形过程
        3.3.3 船舶运动变化
        3.3.4 船舶应力、应变云图
        3.3.5 船舶破损判定
    3.4 本章小结
4 多因素影响下的船桥碰撞研究
    4.1 船舶载况对船桥碰撞影响研究
        4.1.1 船舶载况对船桥碰撞力的影响
        4.1.2 船舶载况对船舶损伤变形的影响
        4.1.3 船舶载况对桥墩动力响应的影响
    4.2 撞击速度对船桥碰撞影响研究
        4.2.1 撞击速度对船桥碰撞力的影响
        4.2.2 撞击速度对船舶损伤变形的影响
        4.2.3 撞击速度对桥墩动力响应的影响
    4.3 碰撞角度对船桥碰撞影响研究
        4.3.1 碰撞角度对船桥碰撞力的影响
        4.3.2 碰撞角度对船舶损伤变形的影响
        4.3.3 碰撞角度对桥墩动力响应的影响
    4.4 船桥碰撞力与各影响因素相关分析
        4.4.1 船桥碰撞力数值模拟结果
        4.4.2 偏相关分析理论
        4.4.3 偏相关分析结论
    4.5 本章小结
5 船桥碰撞力神经网络预测方法
    5.1 引言
    5.2 神经网络基本原理
        5.2.1 人工神经元模型
        5.2.2 激活函数
        5.2.3 人工神经网络的特点与应用
    5.3 BP神经网络
        5.3.1 BP神经网络理论
        5.3.2 BP神经网络学习规则
    5.4 Elman神经网络
        5.4.1 Elman神经网络理论
        5.4.2 Elman神经网络数学模型
        5.4.3 Elman神经网络学习算法
        5.4.4 Elman神经网络预测流程
    5.5 神经网络学习训练
        5.5.1 样本数据分类与获取
        5.5.2 样本数据归一化
        5.5.3 神经网络学习规则
        5.5.4 神经网络训练过程
    5.6 神经网络泛化能力检验
    5.7 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录A 船舶外板破损判定程序
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

(6)基于纤维单元的桥梁船撞高效分析方法(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 概述
    1.2 船桥碰撞问题分析方法研究现状
        1.2.1 等效静力法
        1.2.2 试验研究方法
        1.2.3 非线性接触有限元技术分析方法
        1.2.4 简化动力分析方法
    1.3 混合仿真技术研究现状
    1.4 超高性能混凝土抗冲击性能研究现状
    1.5 本文研究内容
第2章 基于谱近似的驳船撞击矩形墩P-a曲线研究
    2.1 概述
    2.2 船舶有限元模型
        2.2.1 材料模型
        2.2.2 单元类型和网格尺寸
        2.2.3 接触关系设置
    2.3 船首静力Ps-a曲线及整体特征分析
    2.4 船首动力Pd-a曲线及动力放大系数的确定
    2.5 接触宽度对船首Pd-a曲线的影响分析
        2.5.1 峰值力放大系数的确定
        2.5.2 考虑接触宽度的Pd-a曲线放大系数
    2.6 驳船撞击矩形墩的简化Pd-a曲线
        2.6.1 简化Ps-a曲线参数确定规则
        2.6.2 特定事件的简化Pd-a曲线
        2.6.3 简化Pd-a曲线卸载刚度的确定
    2.7 驳船撞击矩形墩的简化时程荷载模型推导
        2.7.1 荷载持时的确定
        2.7.2 船首位移-时程关系推导
    2.8 简化Pd-a曲线的冲击谱验证
        2.8.1 桥梁船撞冲击响应谱
        2.8.2 冲击谱结果对比与讨论
    2.9 本章小结
第3章 基于谱近似的驳船撞击圆柱墩P-a曲线研究
    3.1 概述
    3.2 静力Ps-a曲线
    3.3 动力Pd-a曲线及动力放大系数的确定
    3.4 接触宽度对船首P-a曲线的影响分析
        3.4.1 接触面形状对驳船船首Pd-a曲线的影响
        3.4.2 峰值力放大系数的确定
        3.4.3 考虑接触宽度的Pd-a曲线放大系数
    3.5 驳船撞击圆墩的简化Pd-a曲线
        3.5.1 简化Ps-a曲线参数确定规则
        3.5.2 特定事件的简化Pd-a曲线
    3.6 冲击反应谱结果对比与讨论
    3.7 本章小结
第4章 Open Sees-Matlab混合仿真技术在桥梁船撞分析中的运用
    4.1 概述
    4.2 Open Sees中冲击物体的模拟方法
    4.3 Open Sees-Matlab混合仿真冲击模型示例
    4.4 基于Open Sees-Matlab的纤维梁单元船撞分析
    4.5 实例分析
        4.5.1 结果对比与讨论
    4.6 本章小结
第5章 UHPC墩柱桥梁船撞非线性高效动力分析方法
    5.1 概述
    5.2 UHPC墩柱落锤冲击试验及非线性纤维有限元模型验证
        5.2.1 受压UHPC墩柱落锤冲击试验
        5.2.2 试验结果及分析
        5.2.3 基于非线性纤维有限元的两自由度模型
    5.3 UHPC墩柱桥梁船撞非线性高效动力分析
        5.3.1 非线性墩柱高效动力分析方法验证
        5.3.2 UHPC墩柱桥梁船撞非线性高效动力分析示例
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

(7)基于流固耦合的船桥碰撞数值仿真研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 船桥碰撞研究现状
        1.2.2 船舶-流体耦合碰撞的研究现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 本文创新点
第二章 船桥碰撞仿真理论基础
    2.1 船桥碰撞相关理论
        2.1.1 米诺斯基碰撞理论
        2.1.2 沃辛碰撞理论
        2.1.3 汉斯-德鲁彻理论
        2.1.4 基于能量交换的碰撞理论
    2.2 显式动力学软件LS-DYNA介绍
        2.2.1 船桥碰撞运动方程
        2.2.2 碰撞中的接触-对称罚函数算法
        2.2.3 结构与流场耦合处理
    2.3 本章小结
第三章 附加质量法与流固耦合法仿真分析及对比研究
    3.1 船桥碰撞实体和有限元模型
        3.1.1 船桥模型的确定
        3.1.2 流体模型的确定
    3.2 基于附加质量法的船桥碰撞仿真分析
        3.2.1 附连水质量的确定
        3.2.2 附加质量法下的船桥撞击力分析
    3.3 流固耦合法下的船桥撞击力分析
    3.4 两种仿真模型计算结果对比研究
        3.4.1 碰撞力对比研究
        3.4.2 船艏损伤变形对比研究
    3.5 对于两种方法适用性的讨论
    3.6 本章小结
第四章 碰撞过程中船舶结构动态响应分析
    4.1 不同撞击场景对碰撞过程的影响
        4.1.1 碰撞力时程曲线分析
        4.1.2 能量吸收分析
        4.1.3 船舶结构损伤变形分析
    4.2 不同撞击速度对碰撞过程的影响
        4.2.1 碰撞力时程曲线分析
        4.2.2 能量吸收分析
        4.2.3 船舶结构损伤变形分析
    4.3 不同吃水深度对碰撞过程的影响
        4.3.1 碰撞力时程曲线分析
        4.3.2 能量吸收分析
        4.3.3 船舶结构损伤变形分析
    4.4 多工况组合表完善
    4.5 本章小结
第五章 考虑水流作用下的船舶动力模型碰撞仿真研究
    5.1 船舶动力模拟
    5.2 流速1m/s时船桥碰撞数值仿真分析
        5.2.1 船舶运动及碰撞过程分析
        5.2.2 流场速度分布及其影响分析
        5.2.3 流场动能变化分析
    5.3 流速1.5m/s时船桥碰撞数值仿真分析
        5.3.1 船舶运动及碰撞过程分析
        5.3.2 流场速度分布及其影响分析
        5.3.3 流场动能变化分析
    5.4 流固耦合模型中相对速度与碰撞力峰值规律探讨
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 论文主要结论
    6.2 论文工作展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果

(8)船桥碰撞动力响应及风险评估研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外现状
        1.2.2 国内现状
    1.3 本文主要内容
2 船桥碰撞动力响应及风险分析理论
    2.1 桥梁船撞力研究
        2.1.1 等效静力方法
        2.1.2 简化碰撞模型分析方法
        2.1.3 有限元数值模拟方法
    2.2 船桥碰撞概率研究
        2.2.1 AASHTO模型
        2.2.2 IABSE(LARSEN模型)
        2.2.3 欧洲规范模型
        2.2.4 KUNZ模型
        2.2.5 三概率参数积分概率模型
    2.3 各类方法比较
3 陆岛跨桥动力响应研究
    3.1 船桥碰撞模型
        3.1.1 桥梁模型
        3.1.2 典型船型选择
        3.1.3 船桥碰撞有限元模型
    3.2 数值模拟方法参数的选择处理
        3.2.1 典型船撞速度的选择
        3.2.2 附连水的影响处理方法
        3.2.3 代表船舶模型参数设置
        3.2.4 碰撞接触的选择
        3.2.5 摩擦系数的处理
        3.2.6 沙漏的处理
        3.2.7 最小计算步长
    3.3 DWT5000典型工况船撞力结果
        3.3.1 碰撞力时程分析
        3.3.2 碰撞过程应力应变分析
    3.4 DWT10000典型工况船撞力结果
        3.4.1 碰撞力时程分析
        3.4.2 碰撞过程应力应变分析
    3.5 与规范公式结果比较
4 动力响应计算影响因素分析
    4.1 不同速度对计算结果的影响
        4.1.1 不同速度下DWT500船舶正撞结果
        4.1.2 不同速度下DWT1000船舶正撞结果
        4.1.3 不同速度下DWT3000船舶正撞结果
        4.1.4 不同速度下DWT5000船舶正撞结果
    4.2 不同吨位的影响
    4.3 不同撞击角度的影响
5 船桥碰撞风险评估分析
    5.1 工程概况
    5.2 船撞风险概率模型
        5.2.1 船舶年通航量N的确定
        5.2.2 偏航概率PA
        5.2.3 几何概率PG
        5.2.4 桥梁结构防护修正系数PF的确定
        5.2.5 受撞击桥梁倒塌概率PC的确定
    5.3 船舶碰撞概率风险分析
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录

(9)场致隧道效应材料在结构健康监测中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 结构健康监测
        1.2.2 智能材料
        1.2.3 场致隧道效应复合材料
        1.2.3.1 场致隧道效应复合材料的导电机理
        1.2.3.2 场致隧道效应复合材料的研究现状
    1.3 本论文的研究内容和方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 场致隧道效应橡胶基复合材料在船桥碰撞监测中的应用
    2.1 引言
    2.2 船桥碰撞监测传感器的制作与测试方法
        2.2.1 原材料
        2.2.2 制备方法
        2.2.3 传感器制作与测试方法
    2.3 船桥碰撞监测系统的性能测试
        2.3.1 传感器灵敏度分析
        2.3.2 碰撞感知与缓冲性能分析
        2.3.3 碰撞定位性能分析
        2.3.4 船桥碰撞的判断机制与应用
    2.4 本章小结
3 场致隧道效应橡胶基复合材料在智能橡胶支座中的应用
    3.1 引言
    3.2 智能橡胶支座的制作与测试方法
        3.2.1 复合材料制备
        3.2.2 智能橡胶支座制作
        3.2.3 测试方法
    3.3 智能橡胶支座受力的模拟分析
        3.3.1 ABAQUS建模
        3.3.2 模拟结果与分析
    3.4 智能橡胶支座的性能测试
        3.4.1 单调荷载下的压敏性特征曲线
        3.4.2 尺寸效应对压敏性的影响
        3.4.3 镍粉掺量对压敏性的影响
        3.4.4 加载速率对压敏性的影响
        3.4.5 恒定荷载下支座的压敏性
        3.4.6 智能橡胶支座的判断机制与应用
    3.5 本章小结
4 场致隧道效应橡胶基复合材料在智能交通探测中的应用
    4.1 引言
    4.2 交通探测传感器的制作与测试方法
        4.2.1 复合材料制备
        4.2.2 传感器制作与性能
        4.2.3 信号采集系统构建
    4.3 智能交通探测系统的性能测试
        4.3.1 单次通过的探测结果与分析
        4.3.2 往复通过的探测结果与分析
        4.3.3 持荷载下的探测结果与分析
        4.3.4 交通探测传感器的判断机制与应用
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文以及申请专利情况
攻读硕士学位期间参与科研项目情况
攻读硕士学位期间获得奖励情况
致谢

(10)海洋结构物作用下海冰破坏模式及冰载荷的离散元分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 海冰的物理力学特性
        1.2.2 海洋结构物的冰载荷
        1.2.3 海冰的破坏模式
        1.2.4 海洋结构物的冰压力分布
        1.2.5 海冰离散元方法的发展现状
    1.3 本文的主要工作
2 面向工程海冰的离散元方法
    2.1 引言
    2.2 球体颗粒单元的粘结与失效
        2.2.1 球体单元的平行粘结模型
        2.2.2 拉剪分区断裂准则
        2.2.3 考虑损伤的混合断裂准则
    2.3 球体颗粒单元的接触与运动
        2.3.1 球体单元的接触模型
        2.3.2 球体单元的运动方程
    2.4 基于GPU并行离散元算法介绍及改进
        2.4.1 基于CUDA编程的离散元算法
        2.4.2 基于GPU的颗粒接触高效搜索方法
        2.4.3 GPU计算效率的改进
        2.4.4 海冰断裂长度的识别方法
    2.5 小结
3 面向工程海冰的离散元参数研究
    3.1 引言
    3.2 海冰力学性质试验的离散元分析
        3.2.1 海冰单轴压缩试验的离散元分析
        3.2.2 海冰三点弯曲试验的离散元分析
        3.2.3 海冰破坏模式与颗粒单元粘结失效的关系
    3.3 离散元参数对海冰力学性质的影响
        3.3.1 颗粒单元的尺寸效应
        3.3.2 颗粒单元的粘结强度
        3.3.3 颗粒单元的内摩擦系数
        3.3.4 离散元参数与海冰强度之间关系
    3.4 离散元参数的正交试验法分析
        3.4.1 正交表的建立
        3.4.2 离散元参数的敏感性分析
        3.4.3 离散元参数的选取方法
    3.5 小结
4 海冰与锥体结构相互作用的离散元分析
    4.1 引言
    4.2 海冰与锥体结构作用的离散元验证
        4.2.1 与渤海实测数据的对比验证
        4.2.2 与汉堡模型实验的对比验证
    4.3 海冰断裂长度与冰载荷之间关系
        4.3.1 海冰厚度的影响
        4.3.2 海冰速度的影响
        4.3.3 水线处锥径的影响
        4.3.4 锥体结构静冰力公式
    4.4 锥角对海冰破坏模式及冰载荷的影响
        4.4.1 不同锥角的离散元模拟
        4.4.2 锥角对海冰破坏模式的影响
        4.4.3 锥体结构尺寸的选取依据
    4.5 作用位置对海冰破坏模式及冰载荷的影响
        4.5.1 海冰强度与温盐分布关系
        4.5.2 正、倒锥体上的冰载荷的对比
        4.5.3 正、倒锥体上海冰断裂长度的对比
        4.5.4 海冰作用位置变化下的冰载荷分析
        4.5.5 海冰作用于正倒锥交界处的破坏模式
    4.6 小结
5 海冰与直立结构相互作用的离散元分析
    5.1 引言
    5.2 海冰与直立桩腿结构作用的离散元验证
        5.2.1 渤海直立桩腿结构的冰载荷测量
        5.2.2 离散元模拟直立结构的运动
        5.2.3 离散元模拟与渤海实测数据的对比
    5.3 冰速对海冰与直立结构作用的影响
        5.3.1 较高冰速下海冰的脆性挤压破坏
        5.3.2 较低冰速下海冰的韧性挤压破坏
    5.4 海冰与直立平面结构作用的冰压力分布
        5.4.1 离散元模拟与现场试验结果的对比
        5.4.3 局部冰压力的分布特性
    5.5 小结
6 海冰与核电工程结构相互作用的离散元分析
    6.1 引言
    6.2 核电站取水口海冰的堆积特性分析
        6.2.1 核电取水口海冰堆积问题的数值模拟
        6.2.2 海冰堆积特性的影响因素分析
    6.3 核动力浮式平台的冰载荷分析
        6.3.1 软刚臂单点系泊系统的数值模型
        6.3.2 浮式平台结构的浮力及拖曳力计算
        6.3.3 平整冰与系泊系统相互作用的离散元分析
        6.3.4 浮冰与系泊系统相互作用的离散元分析
    6.4 小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介

四、船舶-桥梁碰撞计算研究进展(论文参考文献)

  • [1]内河墩式桥船撞力图谱研究[D]. 胡瀚誉. 重庆交通大学, 2021
  • [2]船舶撞击刚性墙的船撞力影响因素研究[J]. 王辉,葛晶,黄侨,曹家铖,张贵宾. 中国水运(下半月), 2021(05)
  • [3]风波流及船舶碰撞作用下海上风力机研究进展[J]. 岳敏楠,丁勤卫,李春,邓允河. 热能动力工程, 2020(12)
  • [4]桥梁撞击问题2019年度研究进展[J]. 刘占辉,呼瑞杰,姚昌荣,李永乐,李亚东. 土木与环境工程学报(中英文), 2020(05)
  • [5]船桥碰撞动力响应评估与船撞力预测方法研究[D]. 刘少康. 大连海事大学, 2020(01)
  • [6]基于纤维单元的桥梁船撞高效分析方法[D]. 杨涛. 湖南大学, 2020
  • [7]基于流固耦合的船桥碰撞数值仿真研究[D]. 李通. 重庆交通大学, 2020(01)
  • [8]船桥碰撞动力响应及风险评估研究[D]. 王颖丰. 上海交通大学, 2020(09)
  • [9]场致隧道效应材料在结构健康监测中的应用研究[D]. 郑乔锋. 大连理工大学, 2019
  • [10]海洋结构物作用下海冰破坏模式及冰载荷的离散元分析[D]. 龙雪. 大连理工大学, 2019(01)

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船桥碰撞计算研究进展
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