基于有限元分析和虚拟现实技术的桥梁垮塌场景模拟

作者：许镇; 任爱珠; 张劲泉; 吕建鸣; 宋建永

来源：公路交通科技, 2012, (05): 41-45.

• 桥梁工程
• 石拱桥
• 有限元
• 虚拟现实
• 桥梁垮塌 bridge engineering
• stone arch bridge
• finite element
• virtual reality
• bridge collapse

为准确、真实、完整的重现桥梁垮塌事故过程,研究了结合有限元垮塌分析和虚拟现实技术的桥梁垮塌场景模拟方法。在MSC.Marc中完成了桥梁垮塌有限元分析。基于该有限元分析数据,设计了桥梁垮塌场景模拟的系统架构,并提出了一套基于图形引擎OpenSceneGraph(OSG)和物理引擎PhysX的桥梁垮塌动画和特效的技术流程,在OSG平台上开发了基于有限元分析数据的桥梁垮塌场景模拟系统。以某石拱桥为例,展示了基于本系统的桥梁垮塌过程以及碎块、烟尘等效果,并与有限元垮塌分析的图形结果进行了对比。结果表明:基于本系统的桥梁垮塌场景模拟具有与有限元模拟相同的准确性,同时更具有真实感和丰富的场景内容。桥梁垮塌场景模拟准确而真实的还原了桥梁垮塌事故场景,可以用于桥梁垮塌事故鉴定辅助分析。

• 单位
  交通运输部公路科学研究院; 清华大学