【摘 要】
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随着跨国经济的快速发展,对外贸易量呈逐年增加的趋势。运量的增加以及对运输成本的要求使船舶大型化成为一种趋势。现有的港口已经越来越难以满足大型船舶的吃水要求,而自然
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随着跨国经济的快速发展,对外贸易量呈逐年增加的趋势。运量的增加以及对运输成本的要求使船舶大型化成为一种趋势。现有的港口已经越来越难以满足大型船舶的吃水要求,而自然条件优越的天然良港选址所剩无几,港口深水化建设不得不在风大浪高、环境恶劣的海域中进行,这对传统的码头结构型式提出了更高的挑战。重力式复合结构是一种新型码头结构,它结合了重力式结构与桩基结构的优点。目前,针对该结构的相关研究还处于初级阶段,国内尚未见其工程实例,为了给重力式复合结构的设计施工提供依据,需要开展大量的基础性研究。由于上部结构的轻质性,船舶撞击是该结构的控制荷载。本文利用数值模拟的方法,研究斜桩-重力式复合结构的动力特性,重点分析其在船舶撞击作用下的响应情况,明确结构的刚度分布和受力机理。通过大型有限元分析软件ANSYS-Workbench结合参数化语言APDL进行二次开发,建立了考虑流固耦合作用的斜桩-重力式复合结构三维数值模型,分析了结构的自振频率和振型,探讨了流固耦合作用对结构动力特性的影响。利用显示动力学分析软件LS-DYNA模拟了船舶靠泊时,船舶-橡胶护舷-复合结构间的相互作用,得到了碰撞系统中各部分的位移、速度、应力和能量的时程变化曲线。模拟船舶以不同靠泊角度、质量和速度撞击重力式复合结构,得到了结构的动力响应以及船舶撞击力的时程变化,探讨了不同靠泊因素对船舶撞击力和结构动力响应的影响。基于位移法建立了重力式复合结构的刚度方程,求解了上部墩台的位移,为静力计算提供精度保证,利用静力计算模型得到了结构的位移和应力分布,并与动力计算结果进行对比,找到更为符合工程实际的计算模式。
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