摘要：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。

摘要：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。

摘要：对高速转子跌落在保护轴承上的碰撞力进行了理论分析和试验研究。基于Hertz接触理论,建立了转子跌落在保护轴承上的非线性碰撞力模型,并提出了转子跌落在保护轴承上的碰撞力测量方案,设计了碰撞力测量装置;考虑到碰撞力测量装置的非线性影响,运用冲击力锤分别在不同大小的冲击力下对碰撞力测量装置进行了标定,由转子跌落后支撑环的振动加速度信号反推碰撞力。对不同初始转速下转子跌落在保护轴承上的碰撞力进行了试验研究,得到了转子跌落后支撑环的振动加速度信号和转子轴心轨迹;试验结果表明:初始转速越高,转子跌落后保护轴承受到的振动冲击越大,越容易出现涡动现象,且转子跌落后0. 1 s内,保护轴承受到的冲击达到最大值;最后根据碰撞力的试验结果对碰撞力模型进行了评估,识别出了碰撞系统动力学模型中的等效质量me和等效刚度系数ke,并验证了模型的有效性。

摘要：为了探究钢筋混凝土桥墩在重型车辆撞击下的安全性能,建立了重型车辆-桥墩碰撞精细有限元模型,研究了撞击速度、桥墩直径、上部结构边界条件和货物高度对桥墩破坏模式和内力分布的影响;分析了不同工况下的车辆碰撞力特征,并基于车辆初始动能耗散特点提出了碰撞力简化模型。分析结果表明:重型车辆碰撞过程可以分为保险杠、发动机和货物撞击桥墩3个阶段,碰撞力在前2个阶段主要集中在0.9m高度处,而在第3个阶段主要分布在2.7m高度处;在重型车辆撞击下,不仅桥墩端部会出现严重损伤,碰撞部位附近也可能发生严重的局部冲剪破坏;由于忽略了碰撞荷载的动力效应和车辆与桥墩的耦合作用,采用《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)中建议的等效静力设计方法难以获得桥墩的实际撞击响应;撞击速度对桥墩内力和碰撞力的影响最显著,货物高度的不同会改变碰撞力的空间分布,但不会影响桥墩的最大内力响应;重型车辆的初始动能存在6.5MJ的阈值,当初始动能小于该阈值时,车辆发动机和保险杠的碰撞作用对桥墩动力响应起主导作用,反之,后部货物的碰撞作用控制碰撞力峰值;碰撞力简化模型和精细车辆模型预测所得桥墩最大内力响应的相对误差在8%以内,且计算耗时从6~7h缩短到4min。

摘要：船舶对桥墩的最大撞击载荷是桥梁设计的重要依据之一。通过有限元仿真技术模拟了5000、10000、50000、60000吨4种不同载重吨位的船舶正撞刚性桥墩时的碰撞载荷,归纳出船桥碰撞力-撞深、能量-撞深等曲线和最大碰撞力数据。并在此基础上,得到最大碰撞力-船舶吨位曲线,可用于近似估算各种吨位船舶在不同航速时的最大撞击桥梁力。

摘要：为了更加准确地研究不同工况环境对含间隙铰链接触碰撞力的影响,以提高空间机构的运行及空间指向精度,基于分型理论、Lankarani-Nikravesh模型及宏微观理论,考虑摩擦与微凸体间的阻尼等因素,得到了新的含间隙旋转运动副元素间接触碰撞力模型,并通过试验验证了该模型的正确性。采用单一因素试验法,研究了转速、间隙、不同重力以及表面粗糙度等工况环境对含间隙铰链接触碰撞力特性的影响,并进行了相应的力学特性分析。研究结果可以为空间机构本体结构设计与理论研究提供参考。

摘要：为削弱在轨加注过程中主被动端碰撞冲击对空间机器人的影响,提出了基于力/位混合的柔顺控制律。首先通过第二类拉格朗日方程建立了漂浮基座空间机器人一般运动学模型和考虑环境接触的动力学模型。其次,设计了"杆-锥式"加注主被动端装置,根据主被动端的接触特点,建立了点面接触的碰撞动力学模型,并给出相应的碰撞力计算方法。接着,将加注对接问题转化为以基座为参考系的末端运动控制问题,得到了机械臂关节期望运动规律,进而设计了位置环控制律;根据加注主被动端的位置关系计算得到碰撞力,进而设计了力/力矩环控制律,结合顺应选择矩阵最终得到力/位混合控制器,以减小杆锥对接时碰撞对空间机器人基座及末端的冲击影响。最后,仿真结果表明,对接方向的位置误差由初始值降至零,对接过程碰撞产生的力不超过10N,满足末端工具冲击承载。各关节角度变化平缓,关节力矩不超过13Nm,满足机械臂关节力矩最小承载,所设计的控制器使得加注主被动端完成柔顺对接。

摘要：５０００ｔ油轮在停靠人工岛码头时，受到风浪流等外界载荷作用，油轮与人工码头的橡胶护舷部分发生碰撞，同时系泊缆索受到拉伸力作用．文中通过实验求得碰撞力及系泊拉力，为人工岛和５０００ｔ油轮提供结构设计的依据．

摘要：浮托安装法广泛应用于大型组块海上安装。导管架平台上部组块浮托安装进船过程中,风、浪、流引起的浮托驳船横向运动造成浮托驳船与导管架桩腿的碰撞,碰撞力可能会对导管架结构造成损伤。陆丰7-2上部组块浮托安装中,为了监测碰撞力大小,设计了碰撞力海上监测系统。通过在导管架外侧四个桩腿上安装光纤光栅应变传感器对碰撞过程中导管架桩腿进行应力监测,进而计算碰撞力。对碰撞过程,载荷作用位置、方向进行简化,并对载荷大小及垂向作用位置对计算的影响进行了研究。结构分析模型简化后,测点von-Mises应力与碰撞力大小成正比,对导管架整体结构建模计算并取局部结构计算比例系数,结合应力实测数据计算出进船过程中驳船对导管架桩腿碰撞力。

摘要：车辆撞击桥墩的碰撞力受很多因素影响,现行桥梁规范中仅以恒定的静力进行设计,不能正确反映碰撞过程的动力效应以及桥墩与车辆的耦合作用影响,难以满足现代交通和基础设施高速发展的需求.为了考察桥梁结构参数对碰撞力峰值的影响及不同参数间相对重要性,在有限元软件LS-DYNA平台上,建立了车桥碰撞精细化数值模型,对桥梁下部结构遭受重型车辆碰撞过程进行数值仿真,分析了桥墩高度、混凝土抗压强度等级、箍筋间距、纵筋和箍筋的屈服强度、纵筋和箍筋配率等结构参数对碰撞力峰值的影响规律.