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1、第35卷第1期大連交通大學學報Vol_35No．1JOURNALOFDAHANJIAOTONGUNIVERSITYFeb．2014文章編號：1673—9590(2014JO1—0020—04船舶與鋼管板樁碼頭碰撞仿真分析陸志慧，吳中，項敏(河海大學土木與交通學院，江蘇南京210098)采摘要：以卡西姆國際集裝箱碼頭的真實資料為基礎，選取主要技術參數(shù)在hypermesh軟件中建立完整的船舶與碼頭碰撞耦合模型．通過顯示動力分析軟件LS—DYNA的計算，得出了船舶與鋼管板樁混合碼頭碰撞過程以及碼頭的破損過程，觀測與分析碼頭結構系統(tǒng)在不同碰撞速度下的撞擊響應．結合碼頭結構破壞等級及分類，
2、對碼頭實際的防撞能力做出科學評估，并就碼頭的撞損情況提出修復建議．關鍵詞：鋼管板樁碼頭；船舶；結構模型；碰撞分析；LS—DYNA仿真文獻標識碼：A0引言1仿真模型單元及材料的選取碼頭是水運交通的重要設施，鋼管板樁混合1．1船舶碼頭作為一種新型碼頭同時適用于內(nèi)河和深海，船舶外板、甲板等薄壁結構采用殼單元，殼單適用范圍很廣．然而這種新型碼頭結構在我國的元算法采用Belytschko—Tsay_3算法，拉桿使用桿實際應用卻十分少，而且對其碰撞性能研究和動單元J，堅實部位采用梁單元．在碰撞計算中只力荷載作用下的動力可靠性分析更為缺乏1-2]．用船頭去碰撞整個碼頭，忽略分析船舶碰撞后情隨著
3、全球經(jīng)濟的發(fā)展，航運事業(yè)日新月異，造況，而船舶的整體質(zhì)量通過mass單元配重得到，成船舶碰撞碼頭事故時有發(fā)生．因此，必須對船舶與碼頭結構的碰撞損傷、碼頭結構在碰撞中的安這樣建模即可進行節(jié)約計算成本，又不影響碰撞全性、碼頭設計的合理性進行評估J，并在校核分析的主要結果．碼頭安全性的基礎保證防撞消能設施的設置合設計標準船舶的主要材料為鋼材，本模型指理，以減小碼頭受損可能性提高碼頭的使用壽命．定為Q235，其主要力學性能指標如表1所示．在目前在工程中，研究船舶與碼頭碰撞普遍采有限元模型中選用MAT—PIECEwISE—LINEAR—用定性理論分析法，比較重要的工程采用現(xiàn)場實PLASTI
4、CITY材料來模擬，船舶模型中不會出現(xiàn)變測分析法及模型試驗分析法，而有限元法才剛剛形的剛硬部分即采用MAT—RIGID材料來定義．起步，但是由于定性理論分析結果較為粗糙，可能與實際情況相差較大，而現(xiàn)場實測分析及模型試表1船舶鋼材參數(shù)表驗分析需要大量的人力、物力、財力，周期長且無法得到結構內(nèi)部的變形及應力傳遞情況，因此本文采用有限元法對碰撞過程進行仿真分析，先用HYPERMESH軟件建立船舶及碼頭模型，并使用LS—DYNA軟件1一J算，得到碼頭各構件的位移、應力情況，進而分析碼頭結構系統(tǒng)的撞擊1．2碼頭響應．碼頭面層、土層、回填土體、錨定板等厚實體米收稿日期：2013—04—16作
5、者簡介：陸志慧(1989一)，女，碩士研究生；吳中(1964一)，男，教授，博士，主要從事交通運輸規(guī)劃與管理的研究E-mail：604629508@qq．COIl1．第1期陸志慧，等：船舶與鋼管板樁碼頭碰撞仿真分析由表6可見，隨著速度的增加，各點的位移的參考文獻：最大值是呈增加的趨勢．從仿真的后處理結果分[1]羅正齊．港口經(jīng)濟學[M]．北京：學苑出版社，1991．析，在同一碰撞中從上至下碼頭的位移逐漸減小，[2]蔣國仁．港口概論[M]．北京：人民交通出版社，1988：24—26．碰撞速度越大，碼頭震動越劇烈．從整體看，鋼管[3]AltairEngineering，Inc．Hype
6、rmesh使用培訓手冊[M]．板樁碼頭在船舶碰撞下結構位移很小，表明鋼管[S．1．]：EngineeringSystemsInternational，1991．板樁碼頭結構的整體穩(wěn)定性高，斷面協(xié)調(diào)性能好，[4]JOHN0HALLQUIST．Ls—DYNATheoreticalmanual[M]．對載荷的適應能力強，能很好的滿足承載力變化USA：LivermoreSoftwareTechnologyCoporation，1998：3．的要求．[5]趙方成．應用LS．DYNA對鋼筋混凝土柱破壞的仿真[D3．4結論蘭州：蘭州理工大學，2009：37．42．[6]中華人民共和國交通部．3
7、TJ／T215--％港口工程荷載本文通過對船舶與鋼管板樁碼頭碰撞仿真分規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，1998．析和研究，得到以下認識和主要結論：[7]Zhi—huaZHONG．FiniteElementProceduresforContact．(1)考慮混凝土的彈塑性、船舶上橡膠護舷ImpactProblems[M]．LONDON：OxfordUniversity，1993：50-55．的超彈性及船舶材料的彈塑性，可以使仿真結果[8]天津港灣工程研究．JrI1J／71—99港
