船舶撞击桥墩的非线性有限元数值仿真

基于数值仿真原理,采用非线性有限元软件ANSYS／LS—DYNA对一艘3000t油船撞击桥墩进行仿真计算．考虑了材料非线性、几何非线性和接触非线性,建立了船桥碰撞有限元模型．分析了碰撞过程中能量、速度、碰撞力的变化,并将碰撞力的大小与国内外规范进行了比较．结果表明：最大碰撞力的估算美国规范和沃辛计算值偏大,我国公路规范...     

钢筋混凝土板简化设计计算

为了简化钢筋混凝土板设计过程和得到较为经济的设计方案,文章对钢筋混凝土结构设计规范提供的受弯构件设计公式进行了分析,并提出了简化设计计算公式,利用该简化设计公式和钢筋混凝土结构设计规范公式对算例进行了对比分析;结果表明,该简化设计计算公式计算精度良好,从而得出板的经济配筋率。     

桥梁船撞的非线性有限元数值分析

介绍了几种常用的船桥碰撞力计算公式。以某实际工程为研究对象,建立起3 000t代表船舶撞击桥梁的非线性有限元模型。采用LS-DYNA软件计算了船舶在4 m/s冲击速度下与桥墩的碰撞力时间历程,将最大碰撞力计算结果与经验计算公式进行了对比研究;并分析了船速、撞深、能量转化、结构变形和应力等特征。结果表明:船桥碰撞有限元模型可完整的再现船舶撞击桥梁的全过程,碰撞力按各经验公式计算离散性较大,船桥碰撞的损伤具有局部性。     

船桥碰撞力的评述和展望

介绍了国内外近几十年来有关船桥碰撞的发展、应用状况和研究成果。综述了所获成果的船桥碰撞机理以及碰撞理论和方法,评述了各国船撞力的实用计算公式,并作了算例比较。提出了今后有待进一步研究的发展趋势。     

液滴与水平壁面碰撞力的实验方法

为了获得准确的碰撞力数据,根据液滴碰撞过程极其短暂且低速液滴碰撞力较小的特点,搭建了低速液滴与固体壁面碰撞力测量实验台;通过理论分析和实验验证对液滴碰撞力测量系统进行了优化,以探究系统振动对瞬态碰撞力结果的影响;利用滤波等措施消除影响后获得低速液滴和固体壁面碰撞过程的碰撞力。实验中使用压电传感器来测量碰撞力随时间变化的过程,同时将测量系统简化为双振子模型,以分析基座和碰撞盘的振动对碰撞力信号的影响;通过进行实验结果的频谱分析来验证理论模型,同时找出影响碰撞力信号波动的因素。实验表明:基座和碰撞盘的振动会导致碰撞力曲线出现波动,增大基座质量可以消除基座振动的影响,减小碰撞盘的质量并结合低通滤波可以消除碰撞盘振动的影响。测试系统可以实现不同液滴直径、不同碰撞速度和物性的液滴碰撞力的采集和处理。     

望东长江公路大桥船桥碰撞撞击力分析

基于有限元软件LS-DYNA,以安徽省望东长江公路大桥为背景,建立整船整桥模型进行碰撞分析.计算了3种碰撞速度下的碰撞力,并将得到碰撞力与各国规范及经验公式进行对比分析,碰撞过程中船舶以破坏的方式吸收了大部分内能.     

结构荷载效应的等保证率组合原则

本文根据荷载效应及其组合最大值的概率分布,按照等保证率原则对荷载效应组合系数进行了分析,并与国内外现行规范的组合方法作了比较。试算和统计分析表明,按等保证率原则求得的组合系数,可以较稳定地反映综合效应与效应分量之间的折减关系,为组合系数提供了一种简便的计算公式。为了适应标准、规范的分析计算,对计算公式作了简化处理,并提供了以加权保证率分析荷载效应组合系数的方法。     

环式破碎机动力学分析及主要参数的优化设计

本文应用碰撞理论对锤环碰撞单颗粒岩石进行了动力学分析,获得了破碎力、销轴反冲力和破碎能耗计算公式。能耗测试结果证实动力学分析是符合实际情况的。然后,提出了环式破碎机的设计原则,探讨了其主要参数的优化设计。     

双层交通矮塔斜拉桥箱内车辆碰撞力比较研究

采用LS-DYNA程序研究双层交通预应力斜拉桥箱内车辆碰撞力,提出有限元计算碰撞力的修正方法,对比已有研究,验证计算结果的正确性。得出碰撞力和速度、质量以及角度关系,使用matlab程序拟合出碰撞力计算公式,为该新型结构防撞设计提供参考。     

十字环式力传感器的设计与试验研究

本文介绍了十字环式力传感器的结构特点。用简化方法导出了强度计算公式,分析了各结构参数对传感器静态特性的影响,并对其应变分布进行了试验研究,为这种力传感器的设计提供了初步的依据。     

动力猫道推块液压缸杆稳定性的研究

针对动力猫道推块液压缸杆使用过程中容易产生失稳的现象,分析了缸杆的受力特点及其失稳原因。在失稳临界力理论计算公式推导过程中,针对欧拉公式存在的不足,应用了修改后的边界条件,并综合考虑了液压缸杆安装及导向系数的影响,得出了推块液压缸杠临界力的计算公式。同时针对现场使用的某型号推块液压缸杆在简化其试验试件的基础上进行了稳定性试验研究。通过对比试验研究得出的试件临界力与理论计算的临界力,说明了计算公式的正确性。最后,采用有限元软件Workbench对液压缸杆进行了稳定性数值模拟,其结果显示理论计算的临界力与有限元分析的结果基本一致,进一步说明了计算公式的正确性。     

无传感器机械臂碰撞估测及处理策略研究

针对机械臂在工作过程中与人体发生的意外碰撞,提出了一种新型碰撞力估测方法和接触碰撞后安全响应控制策略。当检测到的碰撞力矩超过设定动态限值的力矩时,系统认为碰撞发生。当碰撞发生时为了保证碰撞对象与机械臂的安全,系统采用PID控制策略使得机械臂远离事故现场。该控制策略将碰撞作为一种扰动,作用于机械臂的每一处关节上。即将复杂的空间动力学的运算简化到了关节处二阶线性系统的控制。以UR机器人为例,模拟了工业现场的情况。首先进行了仿真分析,而后在UR机器人安全模式内(碰撞力小于150 N)进行了碰撞试验。实验结果表明提出的碰撞力估测方法与控制策略实现了机械臂"碰撞—躲避—恢复工作"的功能,能够有效的保护被撞对象以及机械臂本体。     

深水桩基码头波浪力的计算

深水桩基码头波浪力的计算是一个实际生产问题.本文通过模型试验,分析了码头的受力状况,并归纳为反射、穿透、消能三种不同的波况,介绍了经验计算公式及有关系数.特别是当波浪穿透码头桩基部分时,本文按Morison理论,提出了以"海港水文规范"为基础的波浪水平力的简化近似计算方法.可供工程设计估算时参考.     

基于位移检测的机器人碰撞传感器研究与设计

为了避免机器人末端执行器在工作过程中与周围设备人员发生碰撞,造成设备损坏或者人员伤害,设计一款基于位移检测的机器人碰撞传感器。在对传感器连杆进行力学分析和建立平衡方程式的基础上,根据其碰撞过程中传感器活动部件的运动轨迹,导出了末端执行器空间碰撞力模型及相应的传感器碰撞力阈值计算公式,完成了传感器的设计、动力学仿真、制作装配和静态测试。实验结果表明,该传感器对末端执行器具有碰撞检测和缓冲保护功能,在机器人安全防护和人机协作方面具有一定的应用价值。     

自由落体与地面之间作用力公式的推导

由碰撞力的计算公式入手,推出自由落体与地面相互作用力的计算公式为F=m(H/h)g,其中H和h分别为物体下落时刻和触地时刻质心离地面的高度。     

对称角铺设矩形叠层复合材料板受低速冲击时的解层破坏分析

研究了低速冲击作用下复合材料结构破坏行为与冲击速度及材料属性间的关系.采用碰撞力分段模型和一阶剪切理论分析了给定初始速度的铁球与四边夹支的叠层复合材料板中心发生碰撞的动力学行为,包括碰撞力及表面沉陷随时间的变化规律;然后根据忽略厚度的界面模型假设及简化的Tsai-Wu张量破坏准则对叠层复合材料板的解层破坏进行了计算和分析.结果表明最大碰撞力与初始碰撞速度成正比,夹支矩形叠层复合材料板的解层破坏区域最先出现在应力幅值较大的中轴线及边界附近,并随初始碰撞速度的增大而扩展并改变几何形状.     

连续组合梁负弯矩极限抗弯承载力计算

本文参考钢-混凝土简支组合梁计算公式,通过对国内外现有的抗弯承载力计算公式进行对比分析,推导出用于连续组合梁负弯矩极限抗弯承载力的统一简化公式。分析表明,本公式适用面广,计算过程简单,精确度较高,对工程设计有一定的应用价值。     

浮动核电站双层舷侧结构与球鼻艏碰撞计算分析

浮动核电站在运行过程中的安全性是其设计阶段需要着重考虑的问题,这其中就包括舷侧结构在发生船舶碰撞时的耐撞性能。参考20 000 t浮动核电站的结构形式,介绍了利用LS-DYNA对传统双层舷侧结构与刚性球鼻艏发生的微能碰撞所进行的有限元分析。参考舷侧结构简化模型的有关计算公式,提出了一种舷侧结构组合模型用于简化解析法的计算。通过计算得到了舷侧结构变形能随撞击深度变化的关系曲线,并将其与有限元分析所得结果进行了比较,得到了较好的拟合,验证了该方法的合理性及其实际应用价值。     

基于能量法的体外预应力梁力筋应力增量研究

以体外预应力简支梁为研究对象,针对结构的正常使用阶段,利用能量法推导了典型布筋形式与荷载形式下体外预应筋应力增量的解析计算公式,公式的物理意义明确,包含梁的几何尺寸、截面刚度、预应力筋位置、外荷载大小及位置等必要的参数.在此基础上,通过对解析式的合理简化,给出了实用简化计算公式,并对影响应力增量的外荷载大小和力筋偏心距等关键因素进行了参数分析.此外,还应用能量法推导了体外预应力连续梁的力筋应力增量公式.最后,通过与已有试验结果的对比,验证了本文所推导的解析公式和简化公式的适用性.     

船桥碰撞撞击力的有限元数值模拟与分析

文章基于整船整桥有限元模型,分析了万吨级船舶在不同船体吨位、撞击角度和撞击速度时的船桥碰撞过程,得到不同碰撞情况下的撞击力时程曲线,详细讨论了计算结果,并与国内外规范计算值进行分析比较。结果表明:撞击力与船舶吨位的平方根近似成线性关系,与撞击速度近似成线性关系;随着撞击角度增大,撞击力减小,撞击时长增加。对于万吨级船舶与桥碰撞问题,建议采用AASHTO规范或欧洲规范-远洋计算撞击力。