基于不同材料的蜂窩防船撞浮箱防撞性能研究.pdf

1、近年來，船撞事故發(fā)生得越來越多，已引起國內(nèi)外專家學(xué)者的重視。防撞浮箱能夠有效地減小船撞力從而保護(hù)橋墩安全。浮箱的形式多種多樣，從原來彈模較大的鋼式浮箱，到現(xiàn)在新崛起的小彈模柔性浮箱，可以說材料的發(fā)展與浮箱的防撞性能密切相關(guān)。FRP材料是柔性浮箱常用的一種材料，其輕質(zhì)高強，彈模低的特點完全適用于防船撞浮箱材料。目前越來越多的國內(nèi)外學(xué)者開始了浮箱防撞材料的深入研究。本文依托某橋FRP蜂窩防撞浮箱工程，通過有限元數(shù)值模擬碰撞過程，對比分析不同

2、材料對蜂窩防船撞浮箱防撞性能的影響。
　　本文主要完成內(nèi)容如下:
　　(1)完成了FRP蜂窩防撞浮箱材料基本力學(xué)試驗（彎曲、拉伸、壓縮、剪切），得到其彈性模量、強度等力學(xué)參數(shù)，為后面的計算提供數(shù)據(jù)參考。
　　(2)采用MIDAS/Civil對橋墩進(jìn)行抗力驗算，通過試算得到臨界抗力值。運用LS-DYNA軟件建立精細(xì)化的防船撞模型，進(jìn)行有限元仿真分析。依托工程FRP蜂窩防撞浮箱，分別對裸墩以及GFRP、CFRP、鋼浮箱三種

3、材料工況進(jìn)行防船撞動力計算，對比得到GFRP材料浮箱防撞性能更好，對橋墩的保護(hù)作用更好，對船的損壞更小。
　　(3)進(jìn)一步分析單一材料參數(shù)如彈模、密度及塑性區(qū)對浮箱防撞性能的影響。得到該工程應(yīng)用的蜂窩防撞浮箱，在彈性模量E=5GPa時防撞性能最佳。彈性模量越高，浮箱剛度增加，船舶減速效果越好，但對船的損害增大，耗能減少，傳力效果明顯，船撞力增大。彈性模量越低，減速緩沖效果越差，浮箱耗能減少，船撞力增大。所以選用合適的彈性模量才能使

4、浮箱防撞性能最好。改變密度沒有改變材料彈性模量對防撞浮箱的影響大，改變密度對浮箱防撞性能影響很小。塑性模量Ep越小，浮箱耗能越多，船撞力越小，船舶基本不變形，所以在理想彈塑性材料的條件下，浮箱防撞性能最好。而且要好于彈性狀態(tài)下的浮箱。塑性模量越高，浮箱剛度增加，船舶減速效果越好，對船的損害增大，耗能減少，傳力效果明顯，船撞力增大。
　　(4)分析破壞強度對浮箱防撞性能的影響。浮箱整體破壞強度無論越高還是越低，其船撞力都會增大，合適