纤维复合板的冲击响应综述

对由E-玻纤作为增强材料、环氧树脂作为基材的织物复合纤维板的冲击响应进行综述。在4～45J入射冲击能下进行了一系列试验，从而能逐步考察从初始破坏到最终破坏的全过程。试验结果显示：单个试件的破坏过程可以通过相应的荷载—挠度曲线、能量断面图以及破坏试件的图像进行重构。除了荷载—挠度曲线外，还对其他冲击参数的变化，如吸收能、冲击速度与变形或时间的关系等也进行了描述。同时建立了这些冲击参数与破坏过程的相关关系。     

钢管混凝土梁在侧向冲击荷载作用下动力响应的试验研究和数值模拟

钢管混凝土构件和其他材料的结构构件一样,在役期间不可避免地要受到意外撞击,为了了解其破坏过程进而为结构设计提供理论依据,对套箍系数分别为1、1.15和1.9的两端简支钢管混凝土梁在不同侧向冲击能作用下的动力响应进行试验研究和仿真分析。动载试验在DHR-9401落锤式冲击实验机上进行,试验过程中通过力传感器和应变片记录冲击力时程曲线和试件特定位置的应变时程曲线,试验结束后测量试件整个跨度范围内的侧向位移,获得试件残余变形模态。利用ANSYS/LS-DYNA软件,采用PLASTIC-KINEMATIC和SOIL-CONCRETE材料模型分别模拟钢管和其核心混凝土材料,对试验过程进行数值模拟,得到的跨中挠度和冲击力时程曲线与试验结果非常一致,进而对试件的应变变化情况进行深入的研究,给出钢管混凝土试件的临界破坏状态。研究结果表明,套箍系数是影响构件临界破坏能量的一个最重要的因素,临界破坏能是套箍系数的二次函数。     

近地端水平冲击作用下RC桥墩的动力响应试验研究

为了研究钢筋混凝土（RC）桥墩在近地端水平冲击作用下的动力响应,采用水平撞击试验设备,对3根圆形截面RC桥墩进行了试验研究。本试验以撞击速度为研究变量,得到了桥墩的撞击力时程曲线、位移时程曲线、变形曲线和最终损伤状态。试验结果表明：桥墩在1.70 m/s、2.68 m/s和3.32 m/s三种撞击速度下呈现出轻微损伤、中等损伤和严重损伤三种破坏形态,桥墩的破坏模式为撞击部位与墩底之间的局部剪切破坏,撞击速度对桥墩冲击动力响应和破坏机制有显著影响。本试验可以为车辆撞击桥墩问题的有限元数值模拟提供数据支撑。     

大型推土机刀板冲击响应研究

大型堆土机的推土刀板在冲击力的作用下将有何反应？这在国内尚无人详细探讨过。本文应用随机锤击法对刀板进行模态试验取得刀板的各固有特性参数及刀板在工作状态下的前三阶振型，并进而采用理论模态综合的方法求得了不同冲击力函数及不同冲击点时刀板的响应。这种实验与理论相结合的方法使计算的结果更加可靠并缩短了分析计算的周期。     

冲击作用下预加荷载钢筋混凝土板动力响应及破坏模式研究

利用有限元分析软件ABAQUS建立预加荷载钢筋混凝土板的模型,对预加荷载钢筋混凝土板在冲击作用下的动力响应和破坏模式进行研究.模型考虑了应变率效应的影响,混凝土采用塑性损伤模型,钢筋采用Cowper-Symonds模型.为了验证有限元模拟的准确性,对已有试验进行有限元模拟,有限元结果与试验数据吻合良好,说明有限元模型的有效性.建立不同参数组合模型,分析冲击质量、冲击速度、预加荷载、配筋率参数对钢筋混凝土板动力响应和破坏模式的影响.结果表明:冲击质量和冲击速度是影响板动力响应的主要因素,冲击质量相同时,板中心挠度与冲击速度呈平方增长关系;在冲击过程中,板的损伤破坏主要集中在冲击块与板接触的区域.根据板的变形和应力损伤划分三种冲击响应模式,基于最大位移准则给出了三种响应模式对应板中心挠度与计算跨度比值范围.     

水平冲击荷载作用下钢管混凝土柱动力响应试验与数值模拟

为研究钢管混凝土柱在侧向冲击荷载作用下的动力性能,进行了2根圆形钢管混凝土柱的水平冲击试验,实测了冲击过程中冲击力、冲击点位移时程曲线及冲击力-位移曲线等冲击响应。建立了ABAQUS非线性有限元模型,对破坏模态及冲击力、冲击点位移时程曲线等动态响应进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,进而用有限元模拟结果揭示了钢管混凝土柱在冲击荷载下的破坏机理,即整体失效过程分为冲击区局部响应、柱顶支座响应、稳定响应和卸载响应4个阶段。结果表明:在冲击荷载作用下,钢管混凝土柱发生弯剪型破坏;所得结论为深入认识钢管混凝土柱的抗冲击行为和破坏形态提供了试验与理论基础,可为今后研究制定合理的抗冲击设计方法提供依据。     

落石冲击作用下埋地管道力学响应

在丘陵或多山地区,频繁发生的滑坡灾害严重威胁埋地管道的安全,势必需要提高埋地管道设计标准,提出合理预防措施.在建立管-土非线性接触力学模型基础上,分析了滑坡落石冲击作用下大孔径薄壁管道的动态响应.在此基础上,研究了落石冲击速度、管道埋深、管道径厚比、管沟填充土类型等工程因素对埋地管道力学响应的影响规律.结果表明：相同体积下,椭球形落石产生冲击力大于球形落石;相同形状的落石,体积越大,管道产生变形越大;管道破坏为局部失效,失效区域约占管道截面的1/6.根据分析结果,提出了具有工程应用价值的建议.     

叠合复合材料板冲击性能的试验研究

对复合材料板的冲击性能进行研究。增加两种类型复合材料板(玻-碳及玻-环氧)的冲击能量直至完全成为一个试件。采用能量模拟方法建立冲击能和能量吸收的关系,结合荷载-挠度曲线确定组合构件的针入度和开孔阈值。通过比较荷载-挠度曲线以及冲击侧和非冲击侧破坏试件的图像,对不同冲击能下破坏试件的破坏过程进行评估。同时,对破坏试件的横截面也进行了检查和分析,对破坏程度,如纤维破坏、临界层的剥离范围,进行评估。研究表明:采用玻纤面层组合构件的开孔阈值比采用碳纤面层的组合构件大约高30%。     

冲击回拨响应分析研究

通过测试板状结构上距板边缘不同距离的位置,分析了冲击回波在测试距离板边缘较近的部位时的准确性,并对比了板状结构与柱状结构以及密实混凝土板与含有孔洞的损伤混凝土板的回波响应的差异,指出冲击回波响应在测试距离板边缘小于板厚的位置时,测试结果会有偏差,相对靠近板中的位置的测试结果,会出现不稳定;不同结构的回波响应各有特点。     

一种新型的夹芯结构

金属（铝壳,蜂房或金属泡沫核）或聚合物（复合面层,聚合物泡沫核）夹芯结构被认为是承受弯曲荷载的优化设计结构。本文在发挥金属性材料和聚合物材料优势的基础上,研制了一种新的混杂夹芯结构。这种新理念的结构中金属片用在外表面以加强刚度,轻质核与外壳粘结成整体。此外,还将复合层或木材层作为中间层以提高冲击阻力。制造这种新结构潜在的方法是基于真空压缩。对该结构的研究包含基于有限元分析的几种面层的理论构造,改进的简化方程,对典型案例的试验。     

正面吊司机室FOPS受冲击时的动态响应分析

采用MSC.Patran/Marc软件,建立了正面吊司机室落物保护结构(FOPS)受冲击时的有限元分析模型,依据国际标准ISO 6055的要求,对FOPS动载试验和冲击下落试验分别进行模拟分析,得到了在冲击载荷作用下结构的应力、变形等响应参数,并对比相应技术标准进行了安全性分析,为正面吊FOPS的优化设计提供了结构冲击强度的参考数据,同时也为其它工程机械FOPS抗冲击强度设计起到参考和借鉴的作用.     

单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计反应谱研究

针对单层平面索网幕墙结构的特点,构造了非线性单质点体系,利用多条地震动记录,采用时程分析方法计算了该类结构在小震、中震和大震下的加速度反应谱。在此基础上,经过统计、平滑处理,得到了适用于单层平面索网玻璃幕墙结构抗震设计的设计地震反应谱和地震影响系数。     

运用表面响应法的低速撞击下智能组合板分析和优化

对一形状记忆合金（SMA）电线的体积分数、方向、沿厚度定位等的优化处理,可将内含SMA电线的组合板在低速撞击中的最大横向挠度减至最小。智能组合结构中SMA电线几何特性优化处理的好坏对于后续的工作非常重要。利用表面响应法（RSM）对一个有效精确模型进行研究（该模型能够计算内含SMA电线的智能组合板的挠度）,该方法可以将挠度比构建为一个数学函数。在试验中采用了一阶剪力变形理论、傅里叶级数和板的微分控制方程等分析方法。采用一个由springs-masses组成的含有2个自由度的系统来模拟撞击物和板的交互作用。同时采用了一个非线性数学模型,用于模拟SMA电线中的体积分数和分层顺序（方向和沿厚度定位）。结果显示：相比其他影响因素,体积分数在结构优化设计中尤为重要。     

聚丙烯复合材料损伤本构模型的评估

玻璃纤维毡或短切纤维增强聚丙烯复合材料在交通领域可以替代钢材。基于模拟聚丙烯复合材料本构模型的破坏机制,评价了CODAM模型。首先,确定聚丙烯复合物CODAM模型中的参数;然后,通过有限元模拟与标准材料试验的相关性,确定受拉、受压和受剪破坏参数。标准材料试验包括拉伸、压缩、紧凑拉伸和剪切试验;通过冲击试验初步验证了模型的有效性。     

楼板撞击声隔声措施的调研分析

住宅声环境是一个不容忽视的重要问题,我院对近二十多个项目所采用的楼板撞击声隔声措施进行了调研,介绍了这些项目采用的楼板撞击声隔声措施,并对技术应用存在的问题进行了阐述。     

用GFRP叠合层加固的内填钢板剪力墙的试验研究

对使用纤维增强复合材料加固的内填钢板剪力墙的非线性性能进行试验研究。试验旨在评估组合钢板剪力墙中玻璃纤维增强材料层、GFRP叠合层的层数和玻璃纤维增强材料层对刚度、抗剪强度、累积耗散性能以及其他主要地震参数的影响。试验模型为按比例缩小的单层钢板剪力墙模型,边界条件为四角铰接。首先,对未加劲的内填钢板剪力墙进行试验并作为参考。而接下来的4个试验则是对不同层数和方向的玻璃纤维增强材料层加固的内填钢板剪力墙进行试验。每个测试都按照ATC-24(1992)测试协议在这些样本的弹性响应区与非弹性响应区进行低周反复准静态加载。试验结果表明,通过层间强度加固内填钢板剪力墙可显著增加极限抗剪强度和累积耗散能。文章论述了试验的背景、过程、使用装置和试验结果。     

环氧薄层铺装材料断裂性能试验研究

主要通过与环氧沥青混凝土、SMA沥青混凝土对比分析,研究不同温度(-10～60℃)下环氧铺装材料的断裂力学性能。采用小梁三点弯曲试验分析温度对上述三种材料弯曲强度、最大弯曲应变、弯曲劲度模量和断裂应变能密度的影响。试验结果表明环氧铺装材料的温度依赖性与SMA沥青混凝土和环氧沥青混凝土相似,其弯曲强度和劲度模量介于环氧沥青混凝土与SMA沥青混凝土之间,但其低温弯曲性能和抗裂纹扩展性能优于上述两种材料。