高速行驶的汽车撞击桥墩过程中桥墩的受力行为研究

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随着我国交通事业的蓬勃发展,跨线桥增多,在缓解交通压力的同时也带来了诸多不确定因素,一旦遭受车辆撞击,将会产生严重的后果。因此,对汽车撞击桥墩的研究相当必要,本文基于显示动力非线性分析软件LS-DYNA对汽车撞击桥墩进行了仿真分析,主要工作如下:一.回顾了国内外关于汽车与桥墩撞击的研究概况,介绍了LS-DYNA程序的功能特点以及实际操作过程中的控制问题。二.本文第三章建立了车与桥墩碰撞的简化有限元模型,比较分析了几种截面形式的桥墩在遭受撞击后的响应,初步提出了汽车与桥墩碰撞时应考虑汽车与桥墩接触形式的观点。另外,比较分析了常用的几种混凝土本构模型和桥墩配筋率对撞击响应的影响。三.本文第四章建立了汽车与整桥碰撞的有限元模型,研究表明:车重、车速增加会导致撞击力、墩顶位移的增加,在能量足够大时,汽车接触刚度发生变化(变大),因而增长率增大,通过对比分析,得出了本文分析模型下汽车接触刚度发生变化的临界能量值、临界车重和临界速度;在撞击总能量相同时,速度大的能量组成方式,峰值出现早,质量大的组成方式,撞击作用时域长,等效静力最大,当质量和速度都相对较大时,撞击力峰值最大;墩顶位移对撞击质量最为敏感;混凝土强度等级提高会减小墩顶位移,但增大了撞击力峰值;简化模型研究表明:上部结构对撞击力影响很小,墩顶固结、作用均布力于墩顶或在墩顶建立质量块的简化建模方式误差都很小,特别是在防撞设计时,墩顶固结计算值大,偏安全,建议采用。
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