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浮筒式拦截系统被船撞的动态响应分析

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第10期 98-102页

作者：杨祖涛陈宇恒潘晋许明财湖北省交通规划设计院股份有限公司华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉力拓桥科防撞设施有限公司

根据桥梁基本情况及防船撞等级要求，设计了由浮筒、锚链、锚碇、缆索组成的浮筒式拦截系统．建立了浮筒拦截系统和船舶有限元模型，并模拟了船舶撞击拦截系统的动态过程．采用流固耦合方法考虑碰撞过程中流场的作用，分析了不同船舶质... 详细信息

根据桥梁基本情况及防船撞等级要求，设计了由浮筒、锚链、锚碇、缆索组成的浮筒式拦截系统．建立了浮筒拦截系统和船舶有限元模型，并模拟了船舶撞击拦截系统的动态过程．采用流固耦合方法考虑碰撞过程中流场的作用，分析了不同船舶质量、速度、撞击点、锚碇数量等因素对拦截效果的影响．结果表明：针对不同船舶吨数及碰撞速度，所设计的拦截系统均可以有效阻拦船舶，从而保护桥梁．当船舶吨数从5 kt增加大10 kt，动能翻倍时，拦截网和锚链的最大张力的变化均小于30%，说明该拦截系统有较大的适用性．采用双锚碇式拦截系统的拦截时间、船舶和锚碇的位移均小得多，拦截效果更好，并且锚链和拦截网拉力增加不大．

关键词：船舶桥梁浮筒碰撞有限元流固耦合

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波纹夹层吸能结构冲击响应试验研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第1期48卷 86-90页

作者：张锋王维民潘晋高贵李世文宁伯伟许明财华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430056 武汉理工大学交通学院武汉430063 武九铁路客运专线湖北有限责任公司武汉430200 中铁大桥勘测设计院集团有限公司武汉430058 武汉力拓桥科防撞设施有限公司武汉430070

文中利用落锤仪对波纹夹层吸能结构进行横向低速冲击试验,基于试验结果讨论了冲击速度、填充情况等参数对波纹夹层结构冲击响应的影响。结果表明:波纹夹层吸能结构内部填充泡沫能显著减少结构变形,改变结构失效模式,在增大撞击力的同时... 详细信息

文中利用落锤仪对波纹夹层吸能结构进行横向低速冲击试验,基于试验结果讨论了冲击速度、填充情况等参数对波纹夹层结构冲击响应的影响。结果表明:波纹夹层吸能结构内部填充泡沫能显著减少结构变形,改变结构失效模式,在增大撞击力的同时,也会增加撞击持续时间,显著提高了结构的吸能性能.

关键词：桥梁船舶夹层结构冲击试验

桥梁防撞夹层吸能结构的船舶碰撞性能及损伤研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第4期48卷 652-655页

作者：寇海平陈宇恒周初阳潘晋许明财湖北交投江汉高速公路运营管理有限公司荆州434000 华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430071 武汉力拓桥科防撞设施有限公司武汉430040

本文根据乌龙江大桥的基本情况、防撞等级要求,设计了加筋板、波纹夹层和填充泡沫的波纹夹层防撞套箱三种形式.建立船舶、防撞结构、桥墩的有限元模型,采用数值方法模拟船舶撞击防撞结构的动态过程.对比分析三种防撞套箱在船舶撞击下的... 详细信息

本文根据乌龙江大桥的基本情况、防撞等级要求,设计了加筋板、波纹夹层和填充泡沫的波纹夹层防撞套箱三种形式.建立船舶、防撞结构、桥墩的有限元模型,采用数值方法模拟船舶撞击防撞结构的动态过程.对比分析三种防撞套箱在船舶撞击下的撞击力、结构变形和能量吸收性能.结果表明:在钢套箱外面增加夹层结构,可明显提高吸能能力,减小防撞结构的损伤.

关键词：船舶桥梁碰撞有限元法吸能结构

散货船与桥墩碰撞力的经验公式与数值模拟对比研究

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振动与冲击 2012年第19期31卷 123-127页

作者：潘晋姜伟许明财武汉理工大学交通学院武汉430063 Centre for Marine Technology and Engineering(CENTEC) Technical University of LisbonInstituto Superior TecnicoLisbonPortugal

介绍了目前几种常见的船桥碰撞力估算公式,并采用这些公式分别计算了四艘三峡标准散货船在各种航速下撞击桥墩的碰撞力。根据三峡标准散货船的设计图纸建立船体有限元模型,通过数值模拟计算了不同吨级、船速下的船桥碰撞力曲线。在桥梁... 详细信息

介绍了目前几种常见的船桥碰撞力估算公式,并采用这些公式分别计算了四艘三峡标准散货船在各种航速下撞击桥墩的碰撞力。根据三峡标准散货船的设计图纸建立船体有限元模型,通过数值模拟计算了不同吨级、船速下的船桥碰撞力曲线。在桥梁设计时,该曲线可以为该类船舶一桥墩碰撞力计算及评估提供参考。结合经验公式的推导过程,通过船桥碰撞力经验公式与有限元数值仿真分析计算结果表明,铁路桥涵设计规范的船桥碰撞力公式更适合于斜艏500至3 000 t级散货船,而美国公路桥梁设计规范的船桥撞击力计算公式对该类型吨级船舶的碰撞力结果偏大。

关键词：桥梁碰撞力有限元防撞船舶

船首交叉单元压溃力的简化解析计算及应用修正

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中国造船 2017年第2期58卷 78-88页

作者：潘晋黄诗雯许明财武汉理工大学交通学院武汉430063 华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 武汉力拓桥科防撞设施有限公司武汉430070

现有的评估船舶在碰撞时压溃力的简化解析公式中,针对倾斜单元的强度缩减因子仅适用于含有小倾斜单元的球鼻结构。论文首先通过简化解析解和有限元准静态仿真的比较,验证了交叉单元简化解析公式对典型交叉结构的适用性。通过对船首的简... 详细信息

现有的评估船舶在碰撞时压溃力的简化解析公式中,针对倾斜单元的强度缩减因子仅适用于含有小倾斜单元的球鼻结构。论文首先通过简化解析解和有限元准静态仿真的比较,验证了交叉单元简化解析公式对典型交叉结构的适用性。通过对船首的简化解析计算结果与准静态压载仿真结果的比较,发现当倾斜单元的倾斜角大于40°时,现有的倾斜角有效压溃距离与强度缩减因子已不再适用。为此,针对大倾斜角单元,基于几何折算的原理修正了有效压溃距离和强度缩减因子,并验证了其有效性。

关键词：交叉单元碰撞力简化解析公式准静态仿真倾斜单元

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桥梁防船撞钢套箱的碰撞力快速估算

振动与冲击 2014年第8期33卷 66-71页

作者：潘晋张敏许明财武汉理工大学交通学院武汉430063 Centre for Marine Technology and Engineering ( CENTEC) Instituto Superior T cnicoUniversity of Lisbon

研究船舶与单墩桥梁防撞钢套箱艏尖舱的碰撞过程,探讨碰撞力快速估算及防撞装置模块化设计的可行性。首先采用非线性有限元方法模拟1 000吨级三峡标准散货船与钢套箱式桥梁防船撞装置的碰撞过程,分析了防撞钢套箱艏尖舱在不同的斜边角... 详细信息

研究船舶与单墩桥梁防撞钢套箱艏尖舱的碰撞过程,探讨碰撞力快速估算及防撞装置模块化设计的可行性。首先采用非线性有限元方法模拟1 000吨级三峡标准散货船与钢套箱式桥梁防船撞装置的碰撞过程,分析了防撞钢套箱艏尖舱在不同的斜边角和船舶碰撞速度下的能量吸收特性以及传递至桥墩的碰撞力特性,得到的结果可为防撞钢套箱外形的选择提供参考。对所选择的防撞钢套箱形式,采用Boltzmann函数拟合了撞击船速与桥梁所受横桥向及顺桥向碰撞力之间的关系,该拟合公式可以用于此类防撞钢套箱方案设计阶段的撞击力快速估算。

关键词：船舶桥梁碰撞力防撞钢套箱有限元方法

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船体结构极限强度的影响因素及敏感度分析

中国造船 2004年第B12期45卷 91-96页

作者：杨平许明财潘晋武汉理工大学交通学院，湖北武汉430063 上海交通大学船舶与海洋工程学院，上海200030

本文采用逐步破坏法对船体结构的极限强度进行分析研究，利用开发的计算程序对不同种类的船舶(包括散货船、单壳和双壳油船、集装箱船)的极限强度进行了计算。讨论了各主要影响因素对船体极限强度的影响，并就其对各因素的敏感度作了相... 详细信息

本文采用逐步破坏法对船体结构的极限强度进行分析研究，利用开发的计算程序对不同种类的船舶(包括散货船、单壳和双壳油船、集装箱船)的极限强度进行了计算。讨论了各主要影响因素对船体极限强度的影响，并就其对各因素的敏感度作了相应的分析。

关键词：船舶、舰船工程极限强度敏感度影响系数

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桥墩复合材料防车撞结构碰撞性能试验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第10期46卷 14-20页

作者：潘晋方涵吴亚锋许明财武汉理工大学交通学院湖北武汉430063 北京汽车股份有限公司汽车研究院北京101300 华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 武汉力拓桥科防撞设施有限公司湖北武汉430070

针对桥墩车辆碰撞的问题,设计了钢夹层和蜂窝复合材料相结合的桥梁防车撞吸能结构.为研究耐撞性能进行了材料性能试验和全尺寸防撞结构的碰撞试验,试验得到最大碰撞力为547.6 kN.通过对比试验获得碰撞响应与规范设计值,得出试验结果满... 详细信息

针对桥墩车辆碰撞的问题,设计了钢夹层和蜂窝复合材料相结合的桥梁防车撞吸能结构.为研究耐撞性能进行了材料性能试验和全尺寸防撞结构的碰撞试验,试验得到最大碰撞力为547.6 kN.通过对比试验获得碰撞响应与规范设计值,得出试验结果满足碰撞条件容差要求,可用于后期的数值模型验证,为类似吸能结构的设计提供参考.钢夹层-复合材料桥梁防车撞吸能结构可以减小桥墩的局部损伤和整体破坏,从而达到保护桥墩的目的.

关键词：桥梁车辆碰撞试验纤维增强复合材料

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桥梁复合材料防车撞吸能结构碰撞性能分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2018年第8期46卷 122-127页

针对在桥墩周围安装吸能结构可以降低车辆撞击对桥梁的情况,基于全尺寸复合材料吸能结构的台车撞击试验,通过对比试验和数值模拟结果验证有限元模型的有效性.在此基础上,考虑实际中更高撞击能量的情况,采用有限元方法分析不同撞击速度... 详细信息

针对在桥墩周围安装吸能结构可以降低车辆撞击对桥梁的情况,基于全尺寸复合材料吸能结构的台车撞击试验,通过对比试验和数值模拟结果验证有限元模型的有效性.在此基础上,考虑实际中更高撞击能量的情况,采用有限元方法分析不同撞击速度的吸能结构响应,并研究不同结构材料的耐撞性能.钢夹层结构能够吸收大部分动能并有效减小局部损伤,而复合材料蜂窝结构可以起到很好的支撑作用,同时把撞击力比较均匀地分散到整体结构,使更多结构参与吸能.计算结果表明钢夹层-蜂窝复合材料防车撞吸能结构具有良好的耐撞性能.

关键词：桥梁车辆有限元方法蜂窝结构复合材料