高桩码头三维有限元分析：空间结构与Ansys应用

"梁板式高桩码头空间结构三维数值计算分析" 本文主要探讨了梁板式高桩码头在设计过程中的一个创新方法，即利用Ansys有限元软件进行空间结构三维数值计算与分析，以弥补传统平面设计方法的不足。在现行的设计实践中，通常将高桩码头的空间问题简化为平面问题，只考虑横向和纵向两个平面的计算，但这种做法忽略了结构之间的相互作用，可能导致设计保守且分析不全面。 作者付先进、黄蕙和杜伏华为河海大学交通海洋学院的研究者，他们选择了一个实际的江阴高桩梁板码头结构作为研究对象，该码头结构长65米，宽19.75米，包含10个排架，排架间距7米，悬臂端为1.5米，桩基长度为22米。在建立有限元模型时，他们采用了BEAM188单元来模拟纵横梁，SHELL63单元用于模拟桩基础和面板。 BEAM188单元是一种适用于各种梁结构的三维线性梁单元，它考虑了剪切变形，可进行线性和非线性的分析，每个节点有六到七个自由度。当设置KEYOPT(1)为1时，可以引入横截面的翘曲自由度，适应大角度转动和大应变问题。而SHELL63单元则用于薄壳结构的模拟，适用于码头面板这类二维壳体结构的建模。 在计算分析过程中，研究人员考虑了多种荷载情况，包括船舶撞击力、码头的均布面载、自重、堆货以及系缆力。通过Ansys软件的后处理功能，可以详细获取结构各部分的位移、应力、应变、剪力和弯矩数据，这些数据对于校核梁板式高桩码头的结构设计具有重要的参考价值。 三维有限元分析能够更准确地反映高桩码头结构在复杂受力状态下的真实行为，有助于提高设计的精确性和合理性，降低安全风险，同时也有助于优化码头的经济成本。这种方法的应用，不仅推动了高桩码头设计的技术进步，也为类似工程提供了有价值的计算分析手段。 这篇首发论文详细介绍了如何运用先进的有限元技术改进梁板式高桩码头的设计分析，强调了空间结构考虑的重要性，并通过实例展示了其方法的有效性。这项研究对于提升码头结构的安全性和经济效益具有深远的实践意义。