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摘要：本文给出了一个分析桥墩柔性防撞装置等效弹性系数的简单模型，该模型由分布的辐射弹簧、以及弹簧连接的两个同心刚体圆环构成。简化计算得到的桥墩以及轮船所受的最大撞击力、撞击力时程曲线的形状、撞击作用时间等均与仿真结果接近。
关键词：船撞桥墩；最大撞击力；撞击作用时间；数值计算
1.一个简单模型分析桥墩所受撞击力
1.1对于模型的简单描述
为了分析桥墩所受撞击力，可以对相当复杂的桥墩防船撞系统进行相应的简化，得到一种简化的分析模型。在模型中，船体、外钢围被简化为质量分别为M，m的两个物块，物块M以 速度撞击质量为m的物块，物块m与刚性内壁（桥墩）之间用弹簧圈（刚性系数为k）连接。
图1桥墩防船撞系统的简化分析模型一
1.2 整个碰撞过程分析
相应地弹簧力为：
以上分析说明船体与桥墩的二次撞击不可能发生。
2 考虑接触刚度的碰撞分析模型
2.1 模型及运动方程的建立
在模型一中，船体和外钢围被视为两个刚体，它们之间发生的只是刚体与刚体的碰撞，这显然与现实情况存在差距，所以进一步优化模型一，在质量块M和m之间增加一个接触刚度 ，分析船体与外钢围之间接触力的存在对桥墩所受撞击力的影响情况。
2.2 数值计算结果及接触刚度对撞击力影响情况的分析
2.2.1 数值计算结果
用数值积分方法求解方程得到以下曲线：
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）时，无量纲最大撞击力接近于1，即桥墩所受的最大撞击力接近于特征应力值
。
从物理上看，船体与外钢围之间接触刚度的存在，相当于多出一个与弹簧圈串联的弹簧，此额外弹簧增加了系统的柔性，使系统等效刚性减低，从而导致桥墩所受撞击力下降。
参考文献：
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论文作者:郭丽娜
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/12
标签：桥墩论文; 模型论文; 船体论文; 刚体论文; 弹簧论文; 刚度论文; 数值论文; 《基层建设》2016年4期论文;