复合材料护舷实船碰撞仿真方法及防护机理

护舷在船舶碰撞中起到重要的保护作用,但目前对船用护舷的碰撞仿真方法及复合材料护舷的防护机理等相关研究较少.首先,提出一种新型复合材料护舷设计方案,基于材料力学性能测试数据,选择低密度泡沫和超弹性材料本构模型分别模拟护舷内层泡沫与外层聚氨酯.随后针对船体-护舷-码头的靠泊问题,建立多体几何模型,形成碰撞仿真方法,从能量转换的角度对护舷防护性能进行分析,证明了复合材料较橡胶护舷对船体结构的保护作用更优.最后,分别改变复合材料内层泡沫刚度、船体刚度、外层聚氨酯厚度及拉伸刚度,对复合材料防护机理进行分析.结果表明:护舷较船体结构的相对刚度是影响其防护性能的主要因素,复合材料护舷的内层泡沫为主要吸能结构,通过压缩变形吸收船体动能以降低结构响应,而外层聚氨酯主要起保护芯体的作用.

内河桥梁用新型复合材料防船撞护舷的结构设计与工程应用

围绕常溧线航道升级改造需要,研发了一种固定式复合材料防撞护舷,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件计算了防撞消能效果,采用真空导入工艺实现了工业化制造,通过钢管混凝土定位桩和膨胀螺栓实现了防撞护舷与桥墩之间的连接。结果表明,设置端头防撞护舷后,桥墩受到的最大横桥向船撞力下降38.0%;设置侧面防撞护舷后,桥墩沿横桥向、顺桥向方向受到的最大船撞力分别削减了41.8%、29.3%。复合材料防撞护舷性能优异,能大幅削减船撞力,有效保护桥梁结构安全,适应航道升级改造的需要,为内河航道桥梁的防撞保护提供了新的思路。

基于ABAQUS的气垫船船体护舷优化设计

[目的]旨在提高某型气垫船轻质船体结构在港口码头系泊或频繁靠泊过程中的碰撞性能。[方法]在ABAQUS中建立护舷和船体局部有限元模型,采用非线性有限元方法开展无护舷船体、装配橡胶护舷的船体、优化护舷支撑结构和护舷材料的船体与码头之间的碰撞动力学计算分析。[结果]结果表明,护舷支撑结构优化后使得橡胶护舷吸能比提升约7%,复合材料护舷相比橡胶护舷在重量降低约50%的基础上还使得吸能比提升约13%。[结论]针对目标气垫船结构特点,提出的护舷支撑结构和复合材料护舷优化设计方案,均比优化前的橡胶护舷船体结构碰撞性能有较大提升,可为类似轻质船型的护舷设计提供参考。

曾家岩嘉陵江大桥船撞设防标准研究及防撞方案设计

为判定曾家岩嘉陵江大桥所处的风险等级,以确定桥梁的设防船撞力标准,参考《重庆市三峡库区跨江桥梁船撞设计指南》,对该桥梁在目前、近期和远期的年碰撞频率和倒塌频率进行计算分析,与可接受的风险准则进行了对比,并通过建立桥梁、船舶精细化的三维有限元模型,采用动力数值模拟方法计算桥墩在不利撞击工况下的船撞力,从而确定了桥墩的船撞设防标准。同时为了避免桥墩局部损坏,降低碰撞事故中的船舶损伤,实现对桥梁和船舶的双重保护,提出了设置固定式复合材料防撞护舷的防撞方案。