滚石-桥墩防撞物刚性碰撞精细化分析及设计方法

为了防止滚石撞击桥墩,按刚性防撞思路提出一种桥墩防滚石撞击的构造措施．首先基于动力学基本原理,建立滚石-桥墩防撞物刚性碰撞耦合精细化动态模型,并在动力学分析中考虑非线性、界面接触以及本构关系,同时对关键计算参数给出建议取值．进而基于所提出的精细化碰撞模型,采用ANSYS／LS-DYNA计算模块,数值仿真滚石撞击刚性防撞物的动态全过程,并从能量角度检验该计算方法的数值稳定性．最后,从材料破坏耗能与能量转换效率角度提出桥墩刚性防滚石撞击物的设计准则．计算结果表明,所提出的精细化碰撞计算方法具有良好的可行性与合理性,同时所提出的桥墩刚性防撞物亦达到预期的防撞效果．研究结论可以为今后此类刚性防撞结构设计或建立相关规程提供理论参考．