【摘 要】
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舟桥结构以其快速机动性及强大的支援保障能力,不仅在军事领域占有重要地位,也可作为应急手段在自然灾害发生时保障人民的生命财产安全,因此舟桥系统的安全、快速与机动成为亟需解决和保障的问题。当前国内对舟桥系统的研究内容主要集中在保障河内部分安全与通行性能方面,对于河岸张纲固定系统缺乏相应研究。当河内锚固条件较差、河内流速较大时需建立河岸张纲固定系统来保证舟桥系统安全及正常通行,为此进行张纲固定系统的研究
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舟桥结构以其快速机动性及强大的支援保障能力,不仅在军事领域占有重要地位,也可作为应急手段在自然灾害发生时保障人民的生命财产安全,因此舟桥系统的安全、快速与机动成为亟需解决和保障的问题。当前国内对舟桥系统的研究内容主要集中在保障河内部分安全与通行性能方面,对于河岸张纲固定系统缺乏相应研究。当河内锚固条件较差、河内流速较大时需建立河岸张纲固定系统来保证舟桥系统安全及正常通行,为此进行张纲固定系统的研究及其优化有重要实用意义。本文以某型重型舟桥张纲固定系统初步设计方案为研究对象,开展张纲固定系统的水动力优化设计研究,主要内容如下:（1）运用ICEM CFD分别建立了不考虑流体干扰效应的单舟模型和考虑流体干扰效应的多舟模型的三维结构化网格,通过Fluent开展了两种模型在气液两相流下的仿真模拟,得到两种模型流体阻力随流速变化曲线,综合考虑计算结果及计算效率,选择单舟模型开展后续仿真模拟分析;（2）在确定流速下（河内最大流速3.5m/s）,基于气液二相流理论,采用Fluent分析单浮舟模型流体阻力随深度变化的规律,并得到各个浮舟流体阻力的时变曲线。基于杠杆原理进行通载某型坦克编组下最大吃水深度计算,以0.1m为步长建立不同吃水深度下的流体阻力计算模型计算得到阻力散点图,拟合得到流体阻力与吃水深度的关系方程,采用Matlab编写各浮舟阻力荷载计算程序并进行求解,得到不同时刻不同浮舟受到的流体阻力值及其时变曲线,并考虑波浪荷载对流体阻力计算结果进行修正;（3）基于悬链线及索滑移理论,通过ANSYS APDL语言编制了找形及滑移索单元分析程序,并通过实例分析验证。研究表明,考虑索滑移效应会使平衡时连续索跨端张力分布更均匀合理,可充分考虑拉索的几何非线性,通过计算结果的对比可以证明本文的滑移索单元具有良好的工作性能且简单实用;（4）基于ANSYS APDL语言编制了张纲固定系统非线性瞬态分析程序,研究表明,舟桥张纲固定系统初步设计方案的横纲存在破断安全隐患,塔架立柱、横杆、斜撑与稳定索材料有较高富余量,需要对初步设计状态的舟桥系统河岸部分进行优化设计研究;（5）基于ANSYS优化分析理论,采用ANSYS APDL语言编制了张纲固定系统优化分析程序,对张纲固定系统开展了不同方案的优化分析探索,通过评判各方案中各类构件内力响应、塔顶偏移、材料用量及是否有利于提高系统机动性选择最优布置方案。研究表明,张纲固定系统的最优设计布置方案为:横纲锚固处水平投影角度20°,取消稳定索结构,横纲直径50mm,立柱截面采用Φ76×10mm,横杆截面采用Φ108Φ×10mm,斜撑截面采用Φ12×4mm。
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