基于非线性有限元分析的聚氨酯超级拱形护舷性能评估

摘要

根据相应试验标准,对聚氨酯体哑铃状和圆柱状试样进行了单轴拉伸和单轴压缩性能试验,获得聚氨酯超弹性体力学性能的试验数据。通过试验数据筛选精准定义聚氨酯材料的本构模型,其中筛选数据曲线与原始数据曲线保持良好的一致性,最终确定二阶多项式模型能够良好地描述其材料性能的本构模型。按照初步设计方案,在ABAQUS中建立聚氨酯超级拱形护舷的非线性有限元模型,分析其反力吸能性能。结果表明:该设计方案的聚氨酯超级拱形护舷最大应力主要集中在阶梯下方60mm处,最大应力约80MPa,已超出材料的强度极限;每米长度的吸能量达192.43kN·m,为标准值的3.5倍,吸能效果非常显著;但每米长度的最大反力为1708.41kN,为标准值6倍,反力过大易造成船舶和码头损坏。上述分析表明,该护舷产品的设计存在一定缺陷,有必要按照标准要求,对其截面结构进一步优化。