复合消能防撞圈数值模拟方法研究

复合消能防撞圈数值模拟方法讨论打开文本图片集摘要：本文选取两种我国工程上已经使用过的复合消能防撞圈拟合方法，分别为朱王唐 ZWT 模型和通用非线性单自由度离散梁（GeneralNonlinear1DOFDiscreteBeam）GNDB 模型。通过理论介绍和仿真分析模拟对比，阐述两种方法的异同和应用方法。关键词：复合消能防撞圈；拟合方法；朱王唐 ZWT 模型；通用非线性单自由度离散梁 GNDB 模型；对比讨论1 黏滞性耗能理论依据桥墩防船撞装置无非是：“受撞时桥墩受力”和“受撞时桥墩不受力”两大类。不论是哪一种类型，均应选择柔性防船撞元件，具有较大的波阻抗，能较多地消耗船舶动能，同时延长冲击时间，得以拨开船头使船回到正确航线上去，达到理想地完成防船撞过程。使船、桥和环境少受破坏，甚至完全不受破坏。防撞元件受力变形时，能够消耗能量，变形的大小与耗能的多少有密切关系。防撞元件的变形从小到大，可以有弹性—弹塑性—塑性—黏滞性等阶段，后面的阶段耗能越来越大。钢丝绳柔性防撞圈是高耗能的，这一点可从动态“冲击力—冲击位移”试验曲线得到证明。高耗能的复合钢丝绳柔性防撞圈的“动态冲击力—冲击位移”曲线的上升段是一条凹曲线，前半段变形大而受力较小（与凸曲线比较），上升曲线与下降曲线包围的面积代表消耗掉的能量，此黏滞性防撞圈消耗的能占作用于防撞圈的能的 60%以上，它能有效地延长撞击历时，减低船撞力，充分发挥黏滞性柔性防撞元件的缓冲消能作用。由黏滞性高耗能防撞圈元件与内外钢围组成的防撞装置，既能减低船撞力又能发挥整体作用，使船撞力集中载荷化为分布载荷，使船头尽快转向、滑离，船舶还能够带走尽可能多的剩余动能，在船桥相撞时，达到桥、船、防撞装置“三不坏”的目的。2 黏滞性柔性高耗能复合钢丝绳防撞圈元件的特性工业上常用的钢丝绳的制件，在受到外力而变形时，能在体积较小的元件产生较大的耗能效应。用于航天器上的耗能减震元件，已被上海船舶运输科学讨论所成功用在空压机机座上，放在南京路沈大成糕团店的顶层晒台。钢丝绳防撞元件不同于钢丝绳减震元件，它希望个体小而耗能大。这就需要特别定制钢丝绳，并选择合适的钢丝绳结构，还要配合制作钢丝绳防撞圈元件时的特别加工工艺。首先，选用符合要求的线接触钢芯结构的无油钢丝绳，以保证全部绳内丝间钢对钢的摩擦，追求尽量多的线接触摩擦；其次，钢丝绳绕成防撞圈时用紧密排列，这样就要求防撞圈的径向横截面内钢丝绳呈三角形堆垒，便于...