基于LS-DYNA的船舶-桥墩碰撞数值模拟

文章基于 Ansys／Ls‐dyna软件,建立船舶、桥墩三维有限元计算模型,并对船舶－桥墩碰撞进行有限元仿真计算,分析船舶－桥墩碰撞的基本过程、碰撞过程中碰撞力的大小、船艏及桥墩的损伤变形等,为避免船舶碰撞桥墩事故发生寻找安全措施。     

船-桥碰撞有限元数值模拟分析

文章以船-桥墩碰撞为主要研究对象,重点探讨碰撞过程中撞击力、撞深的变化以及速度对撞击结果的影响,利用LS-DYNA进行数值模拟,仿真分析船舶在不同初始速度情况下的撞击结果,并与各国规范进行比较,同时分析船舶刚度对撞击结果的影响,为桥墩防护设计提供参考依据.     

波浪对船舶碰撞影响研究

船舶碰撞多发生在一些比较恶劣的海况下,事实上碰撞过程是碰撞作用和外部环境荷载作用的耦合.基于非线性有限元方法,建立了考虑波浪作用的船舶碰撞模型,对碰撞过程进行了数值仿真模拟.将有无波浪存在下的碰撞结果进行了对比,并分析了波浪波高以及波浪入射角度对被撞船舷侧结构的影响.结果表明,在一定情况下波浪对碰撞过程有不利的影响,并从工程角度给出一些指导建议.     

船舶碰撞过程的数值模拟及试验研究

船舶碰撞是船舶运输过程中可能导致严重后果的海事事故,是船舶安全方面的一个重要研究方向。船舶碰撞过程的研究主要从两个方面进行:数值模拟和试验研究。从运动控制方程、能量耗散方程和ALE模型入手详细地介绍了船舶碰撞过程的数值模拟;从模型试验和局部结构试验现行流行的试验这些研究手段对实验研究进行了介绍和讨论。同时,提出了在现有条件下,船舶碰撞过程研究关键问题和可行的研究思路。     

碰撞逃逸船舶的认定

从海上碰撞事故调查的角度，分析和阐述了在认定碰撞肇事逃逸船时应考虑的因素。这些因素包括碰撞事故发生后的报告，通报，肇事嫌疑船的特征，碰撞事故的时间，地点，肇事嫌疑船的触损部位和油漆样本，肇事嫌疑船在碰撞前后的航向及航速等的推算，港口船舶通航记录以及相关海区雷达站的记录等。     

有限元仿真在船舶碰撞研究中的运用

结合实际碰撞案例,建立整船三维仿真模型,对船舶碰撞动力学过程进行有限元计算,分析得到船舶碰撞过程机理:船舶从碰撞接触到船体破损变形的时间很短,这一过程中船壳和骨架的破损并不同步;局部现象明显,碰撞区域变形很大,远离碰撞区域的变形几乎为零.仿真结果可以很好地模拟再现碰撞破损过程,与真实碰撞数据相吻合.这种定量地从船体结构角度研究船舶碰撞的方法,比以往定性研究船舶碰撞原因更具信服力,为研究船舶安全和海事调查提供了一种有效方法.     

浅谈船舶碰撞事故证据

海事调查的首要目的是查明事故的真实情况,因此,海事调查就可以归纳为收集各种与事故有关的证据和审查判断这些证据的过程,本文根据船舶碰撞事故的特点,探讨船舶碰撞事故的证据问题。     

浅谈船舶碰撞事故证据

海事调查的首要目的是查明事故的真实情况,因此,海事调查就可以归纳为收集各种与事故有关的证据和审查判断这些证据的过程,本文根据船舶碰撞事故的特点,探讨船舶碰撞事故的证据问题。     

多点接触碰撞的数值计算

用子结构离散方法对我点接触碰撞的动力学问题进行研究，导出了描述多体接触碰撞的动力学方程，通过与碰撞有关约束的Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子在撞击方向的分量，确定各物体之间碰撞结束的时刻，通过对脱开的节点的相对矢径的计算，确定脱开的物体是否又一次接触碰撞。数值计算表明，物体之间可反复碰撞。     

低速碰撞时汽车前纵梁的数值仿真与优化设计

采用HyperMesh和LS-DYNA对薄壁直梁的正面撞击过程进行了数值仿真模拟,其分析的结果可以用于前纵梁的优化设计,有利于进一步改进车辆结构,使车辆由于碰撞事故所造成的损失降到最低.通过对不同截面的汽车前纵梁的碰撞过程的数值模拟,设计出最合理的前纵梁,为进行汽车碰撞的进一步研究提供一定的参考.     

船撞力强度指标对船撞桥响应的影响

确定船舶的撞击力是桥梁设计的关键问题之一,本研究针对船撞力强度指标的选择,探讨了不同船撞力强度指标对桥梁结构响应的影响.首先建立了一艘轮船撞击刚性墙的高精度有限元模型,得到了不同撞击吨位与撞击速度下的船撞力时程,并根据不同的船撞力强度指标进行了等效,将等效静力作用于结构的响应值与结构动力响应值进行了对比.结果表明,平均船撞力得出的结构响应最小,局部平均船撞力与峰值船撞力得出的动力响应相差不大;从结构响应随撞击吨位与撞击速度的变化规律方面来看,采用局部平均船撞力作为强度指标更为合理;在采用3种船撞力强度指标时都必须考虑动力效应的影响,否则会得到偏小的结构响应值.     

桥梁防撞结构数值模拟分析

对某桥梁防撞结构的碰撞历程进行了数值模拟,研究了它的碰撞力、碰撞损伤变形和能量吸收能力,并对其进行详细分析,数值模拟是用大型非线性动态响应分析程序MSC／DYTRAN来完成的。     

船与桥墩相撞后的二维流体动力学数值模拟研究

将不可压缩Navier-Stokes方程与浸入边界法相结合, 研究在流体中平面运动的物体(船)绕另一个静止物体(桥墩)的二维运动过程, 分析船所受到的流体阻力、升力以及受流体作用后船的运动轨迹。结果表明在船绕着桥墩运动的初期, 升力和阻力曲线出现有限振幅的起伏现象, 不久, 船的升力和阻力系数逐渐趋向稳定, 做周期性小幅振荡。船的顺时针方向角速度受水流作用逐渐变小, 然后变为逆时针方向。最后船的尾部远离桥墩, 表明不会与桥墩二次碰撞。船的运行轨迹与实船实验的结果非常接近。     

船桥碰撞中桥梁的力学机理及损伤分析

船桥碰撞事故时,船舷对桥墩的冲击力以及由此引起桥墩、墩柱和桩基的动态变形,可以通过大型非线性动态响应分析程序MSC-Dytran有限元数值仿真全程再现。以一艘4万t载重量球鼻船艏与某长江大桥桥梁碰撞为例,演示了数值仿真计算的过程,获得并分析了船桥碰撞力、能量转换以及桩基、承台和塔柱的冲击响应的一般规律和特点,可为桥梁设计、维护和损伤评估等提供理论依据。     

船舶与海洋平台碰撞的动力响应分析

建立了船舶与海洋平台碰撞的弹塑性动力分析方法．首先研究了平台圆管构件的局部凹陷特性，推导了一个带凹陷损伤的圆管截面的屈服条件，以考虑局部凹陷损伤造成的构件承载能力的减弱．采用塑性节点法结合大位移分析理论，综合考虑构件的局部凹陷变形、构件整体变形以及平台结构的总体变形，对船与平台组成的碰撞系统的非线性动力响应作了详细的数值模拟，得到了碰撞过程中平台结构变形、损伤和碰撞力等响应信息．最后，给出了一个典型的供应船与导管架平台碰撞的计算例子．     

船桥碰撞中桩土相互作用模拟方式的影响分析

为研究船桥碰撞模拟中的桩土相互作用问题,本文建立了单桩-土-船舶高精度碰撞有限元模型,采用桩底固结、土弹簧以及无反射边界模拟桩土相互作用,并计算了船舶撞击力以及船撞作用下桩基的位移响应。计算结果表明,当桩基固结深度大于5倍桩径时,船舶撞击力趋势与其他模拟方式计算结果区别较大,在撞击过程中撞击力出现卸载现象,说明船舶与桩基之间出现了一次逐渐脱离的状态。无反射边界条件模拟得出的撞击力与结构位移响应均最小,土弹簧计算结果居于固结模拟与无反射边界模拟计算结果之间。通过分析,结构动力响应不仅与最大船撞力、平均船撞力相关,且与船撞力时程持续时间有关,当无详细地质资料时,可采用3倍桩径固结深度对桩底固结,所得动力响应偏安全,可满足工程应用需要。     

碰撞现象的计算机模拟

在物理分析与计算的基础上,成功地设计了模拟碰撞过程的Mathematica模块．可以对一般弹性碰撞现象进行计算机仿真．     

基于船舶碰撞的油污损害赔偿法律机制研究

船舶碰撞造成的海上油污损害是实践中经常发生的问题。解决问题的实质在于船舶碰撞和油污损害的性质界定,原则是漏油船舶的所有人和经营人先予赔偿,而建立我国的船舶油污损害赔偿基金制度是解决这一问题的最终之路。     

火炮发射过程中装药响应数值模拟研究

为研究火炮发射过程弹体内部装药的响应,采用节点约束-分离模拟方法对PBX9501炸药装药进行损伤数值模拟,采用Visco-SCRAM模型进行点火数值模拟,计算分别得到了PBX9501装药损伤和点火的临界弹体初速. 研究结果表明,采用节点约束-分离方法可以较好地描述弹体发射过程中内部炸药装药的损伤响应, Visco-SCRAM模型和裂纹摩擦点火模型可以描述装药点火响应.