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NFX|抗船撞设计-质点碰撞方法

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桥梁抗船撞设计流程

船撞效应计算方法

6.1 一般规定

6.1.1桥梁主体结构船撞效应宜采用质点碰撞方法、或强迫振动方法计算。当需要精确模拟船舶与桥梁相互作用过程,获得桥梁结构总体受力、局部受力及结构位移、内力的动态响应时,可采用数值模拟计算方法

条文说明

    按照现行规范规定,船舶撞击力作用于桥墩上,桥梁结构的响应可采用等效静力方法计算确定,包括桥梁结构的内力、变形等。等效静力方法忽略了冲击动力效应,案例分析表明一些情况下会产生工程设计不可接受的误差。近年来,将撞击作用按照动力学的理论作用于桥梁结构上,并计算分析桥梁结构的动力响应发展比较迅速,已经成为桥梁结构撞击计算分析的主流方法,如强迫振动法、质点碰撞法。等效静力法计算精度不高但方法简单,适合于桥梁设计的初步设计及以前的阶段。强迫振动方法质点碰撞方法等可以提供更合理的船撞效应计算结果,适用于施工图设计、专题研究等工作。质点碰撞法可以降低因桥梁构件柔度引起的计算误差,因此,本规范推荐采用该方法。

   数值模拟计算方法是通过建立船舶和桥梁的有限元模型,动态模拟船撞桥的过程,能够精确模拟船舶与桥梁相互作用过程,近年来在实际工程中得到了广泛应用。

6.1.3 桥梁主体结构船撞效应计算应采用全桥结构分析模型,并考虑土-基础的

相互作用。

6.2 质点碰撞方法

6.2.1 采用质点碰撞方法时,桥梁的有限元模型应满足第6.1.3条的规定,船舶撞击作用采用质点弹簧模型,如图6.2.1所示。

6.2.2 采用质点碰撞方法时,船舶撞击力-撞深模型应按附录D的规定取值

6.2.3 采用质点碰撞计算方法时,结构的振型阻尼比应按表 6.2.3 取值。

示例-参考JG/T 3360-02—2020

附录D 船撞动力荷载

D.1撞击力-撞深模型

D.1.1 撞击力-撞深模型应按下式确定:

式中:

D.1.2 对于轮船,式(D.1.1-1)的撞击力-撞深参数(见图 D.1.2)

应按下列公式确定:

式中:

D.1.3 对于驳船,式(D.1.1-1)的撞击力-撞深参数(见如 D.1.3)

应按下列公式确定:

式中:
假定条件

5000(DWT)/撞击速度 3(m/sec)/撞击深度1(m)

M(t)=6710 a=0.37  b=0.28  δ’=0.980   V= 3 (m/sec) d=1.2

dmax=aV1.30=1.5433

E0=1/2×10-3MV2=30.195

δ=d/ dmax =0.7776

f(δ)=(b+1) δb=1.193

F(δ)=E0× f(δ)/dmax=23.3413 (MN)=>撞击外力

模型建立

因NFX是CAE软件,模型在三维CAD画好后导入到NFX中

材料和单元特性
几何检查
通过自动连接和几何检查,来确保几何构件之间有共面

网格划分(尺寸)

边界定义
荷载定义
自重
注意:此处定义的是系数
F(δ)=E0× f(δ)/dmax=23.3413(MN)=>撞击外力

定义分析工况(线性静力分析)及结果查看


来源:midas机械事业部
振动碰撞船舶NFXMIDAS理论材料
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首次发布时间:2024-05-14
最近编辑:6月前
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