考虑桩-水-土耦合的船桥碰撞损伤特性

船桥碰撞问题是一种复杂的非线性动力学问题,现存规范经验公式只能对其最大碰撞力进行预测,无法全面预测船-桥结构的损伤特性,而有限单元法可有效地对这一不足进行补充。通过LS-DYNA软件研究考虑桩土作用和流固耦合效应的船桥碰撞损伤特性,通过数值仿真与试验结果、AASHTO规范公式的对比分别验证钢筋混凝土材料模型的准确性以及桩-水-土耦合方法的有效性;分析典型碰撞场景下船舶和桥墩桩基结构的碰撞损伤特性;讨论船速和船撞角度等因素对船桥碰撞损伤的影响。结果表明:典型船桥碰撞场景下船舶和桥墩结构的损伤均较为严重;船撞速度、角度越大,碰撞力峰值也越大;桩土作用和流固耦合效应均不可忽略。该结果可为船舶和桥墩结构设计提供一定参考。

考虑单元网格尺寸影响的RTCL准则修正及应用研究

考虑单元网格尺寸对船体碰撞失效仿真结果的影响,开展拉伸试验与仿真,通过回归分析得到网格尺寸与失效应变的函数关系,基于该函数对RTCL失效准则进行修正并编写VUMAT子程序。最后开展多种应力状态下的拉伸试验与仿真,对比修正前后仿真结果可知:修正方法可有效降低不同应力状态下仿真的网格尺寸效应,其中对于中低应力三轴度状态的修正效果显著,对于高应力三轴度状态的修正效果稍差。