爆炸荷载作用下夹芯板的动力响应研究

为了得到夹芯板在爆炸荷载下的动力响应,采用试验、能量法和有限元分析方法对其进行研究.首先,介绍一种可用于夹芯板抗爆性能研究的试验系统装置及其试验结果;其次,将夹芯板的变形过程分为3个阶段,假定夹芯板通过芯材的压缩变形、面板的拉伸和弯曲消耗爆炸荷载作用到夹芯板上的能量,通过能量平衡方程得到夹芯板的变形量;最后,采用有限元...     

爆炸荷载作用下不锈钢管混凝土构件工作机理研究

本文进行不锈钢管混凝土构件在爆炸荷载作用下力学性能的试验研究,试验参数包括钢管截面形式(圆形、方形)、比例距离及有无填充混凝土.建立爆炸荷载作用下不锈钢管混凝土构件动态响应的有限元分析模型,模型计算结果得到试验结果的验证.基于验证的有限元计算模型,对比分析不同条件下不锈钢管混凝土和普通钢管混凝土构件的破坏形态、动态响应和耗能规律.试验和有限元分析结果均表明:随着比例距离减小,构件的破坏程度由弹性变形到弯曲破坏或剪切破坏;混凝土的填充能够有效延缓钢管发生局部屈曲和破坏,构件的承载能力、变形能力和耗能能力得到有效提升,进而提高构件的抗爆性能.在近场爆炸范围内,不锈钢管混凝土和普通钢管混凝土构件均出现三种可能的整体破坏形态,即弯曲破坏、弯剪破坏和剪切破坏,另还伴随有较明显的局部破坏形态;在条件相同包括名义屈服强度相同的情况下,不锈钢管混凝土构件的抗爆性能优于相应普通钢管混凝土构件.     

爆炸荷载作用下钢-混凝土组合梁的动力响应及破坏形态分析

本文利用LS-DYNA软件对同冲量不同超压峰值不同时间的三种荷载工况下钢-混凝土组合梁的动力响应及破坏模式进行了研究对比,并对梁的变形过程、关键位置点的位移、速度、支座剪力和跨中弯矩进行了详细的分析。结果表明,在爆炸冲击波下,开始阶段混凝土板对钢梁有很好的保护作用,但混凝土易于破碎,钢-混凝土组合梁容易丧失共同工作的能力,剪切破坏是钢-混凝土组合梁的一种重要破坏形式。     

爆炸荷载作用下双线隧道的动力响应分析

为研究单侧隧道内爆炸荷载作用下双线隧道的动力响应,文中先是进行了自由大气中爆炸过程的数值模拟来计算起爆阶段爆炸冲击波在空气中的传播,然后采用映射的方法将冲击波即将达到左侧隧道衬砌结构的计算结果映射至炸药-空气-双线隧道衬砌-围岩与土体的二维耦合体系模型中继续计算,其结论可为相关数值模拟研究提供参考依据。     

爆炸荷载下预应力混凝土梁抗爆性能数值模拟

利用有限元软件LS-DYNA 对预应力混凝土梁在爆炸荷载作用下的力学性能进行数值研究。对4 组预应力混凝土梁在爆炸荷载作用下的抗爆性能进行数值模拟,研究预应力大小和混凝土强度对梁抗爆性能的影响。提取跨中最大位移、残余位移、裂缝形态、钢筋应力和支座附近混凝土剪应力,通过与相同爆炸荷载作用下无预应力混凝土梁的性能进行对比,得到预应力对钢筋混凝土梁抗爆性能的影响规律。     

爆炸荷载及RC结构爆炸效应述评

爆炸在瞬间释放的巨大能量可能导致建筑物的严重破坏甚至灾难性倒塌,在造成巨大的经济损失的同时,还会威胁公众生命安全,甚至对人们心理产生不可避免的冲击.过去几十年,在爆炸荷载的结构分析和结构设计方面已经有着显著的发展.以大量文献为背景,综合分析了爆炸荷载计算,就爆炸对混凝土结构的影响和结构爆炸响应等研究现况进行了述评.     

爆炸荷载下混凝土梁中混凝土和钢筋应变率研究

钢筋和混凝土的应变率分析对混凝土梁的抗爆炸设计和验算至关重要.但是,爆炸荷载在混凝土梁中诱发的应变率远超出现有试验技术范围.目前的处理方法主要是将应变率(ε)假设为定值或采用加载率取代应变率,这样的简化直接降低了相关研究成果的科学性和可信度.根据爆炸荷载的作用特征,采用通用的单自由度模型,从杜哈姆(Duhamel)积分入手,研究爆炸荷载下钢筋混凝土梁任意截面应变率的分析方法,推导跨中截面应变率的计算式,分析跨中截面最大应变率及影响因素.分析结果较好地反映了混凝土梁的动力特性,为深入研究钢筋混凝土梁及其他受力构件在爆炸荷载下的动力响应特性提供了理论依据.     

建筑玻璃在爆炸荷载下的动力响应特征

近年来世界各地恐怖爆炸事件时有发生,给人类及建筑物造成极大的威胁。在爆炸荷载下,建筑门窗及玻璃幕墙会受到不同程度的破坏,产生的玻璃碎片会对建筑物内的居民造成致命的伤害,因此建筑玻璃的抗爆设计成为目前研究人员关注的焦点。在目前严峻的反恐形势下,结合爆炸冲击波的传播特性,分析建筑玻璃在不同的冲击波情形下的动力响应特征,为建筑玻璃的防爆设计提供参考。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件动力响应的数值模拟

考虑了高应变率下混凝土和钢筋的动态本构模型,根据已有试验资料对炸药、钢筋混凝土构件和两者之间的空气建立数值模型,使用显式动力有限元软件LS-DYNA模拟了空气中点源炸药爆炸产生的爆轰冲击作用于钢筋混凝土构件和爆炸荷载作用下构件动力响应的全过程。结果表明,钢筋混凝土构件受到爆轰冲击的作用区域主要集中在构件迎爆面,构件背爆面受到的绕射冲击作用相比可以忽略;构件内应力波的传播不规则,同一位置处剪切应力波峰值早于弯曲应力波出现,构件的易损部位和爆轰冲击的主要作用位置有关,构件中部较端部更易发生弯曲破坏,而端部较中部更易发生剪切破坏。数值模拟结果和试验数据具有较好的一致性。成果表明,本文的数值模拟方法可以更准确地模拟爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件的破坏机理和研究构件抗爆能力。     

爆炸荷载作用下钢框架节点的动力响应分析

利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对钢框架焊接节点在爆炸荷载作用下的动力响应进行了数值模拟,通过分析节点区位移时程曲线,得出节点在不同爆炸荷载作用下的动力响应特性,指出在爆炸荷载作用下,框架节点端部位移快速达到最大值,而后振动恢复至平衡位置,爆炸峰值压力越大,节点区梁柱最大位移和残余位移越大。     

有限元法在钢混结点刚度分析中的应用

通过对有限单元法的概述,介绍了目前构成钢筋混凝土结构的有限元模型的三种方式,并归纳了有限元法的优缺点,阐述了有限元法在钢混结点刚度分析中的应用,以使整个工程设计更加完善。     

基于有限单元柔度法的钢筋混凝土空间框架非弹性地震反应分析

本文基于有限单元柔度法纤维模型梁柱单元理论,编制了钢筋混凝土空间杆系结构非弹性动力分析程序。通过对一个退台六层钢筋混凝土空间框架振动台试验结果与数值模拟分析结果的对比,对基于非线性有限单元理论和纤维模型的空间杆系分析模型进行钢筋混凝土空间框架非弹性地震反应分析的有效性进行了验证和评价。对地震振动台试验的模拟分析表明,纤维模型梁柱单元对中等以下损伤的结构地震反应具有很好的模拟能力,对于结构处于严重损伤的阶段,模拟所得的结构位移和损伤程度将会小于结构的实际位移和损伤程度,这可能是由于目前纤维模型梁柱单元尚不能考虑钢筋的粘结滑移以及将现浇楼板简单处理为刚性并未考虑楼板刚度实际会出现明显降低的现象所致。     

一种求解钢筋混凝土构件中心区温度场的方法

运用有限单元法对钢筋混凝土构件进行了计算，给出了无内热源平面不稳定温度场的简化计算方法，并应用结构分析软件ANSYS进行了验证计算，结果表明，该方法满足精度要求，可用于钢筋混凝土结构温度场的计算。     

钢筋混凝土柱快速加载作用下力学行为研究

通过对两根钢筋混凝土柱构件进行循环往复加载试验,对比分析了在快速加载条件下和拟静力加载条件下构件的力学性能,试验结果表明,荷载加载速率的增大会提高钢筋混凝土柱构件的承载力,快速加载条件下柱构件的延性较拟静力条件下差。     

非线性有限元评估带裂缝钢筋混凝土梁的损伤

为了评估钢筋混凝土梁的损伤情况,提出了一个新的评估方法即使用损伤系数Di来进行评估,介绍了破坏系数Di的定义是由刚度矩阵KT中的特征系数iλ或是频率ωi确定的,最后给出结构正常使用状态下的损伤指标值的范围。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁非线性有限元分析

在参考了其他学者在钢筋混凝土非线性有限元分析中所做工作的基础上,编制了完整的碳纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析程序.程序中采用了分离式有限元模型并且考虑了钢筋与混凝土之间粘结滑移关系.通过与试验梁对比,程序计算所得加固与未加固梁的极限承载力、梁的破坏形式、荷载-挠度曲线、加固层应变与试验值都很接近,验证了程序的可行性与适用性.     

火灾后钢筋混凝土梁抗剪承载力

研究火灾后钢筋混凝土梁抗剪承载力,建立了钢筋混凝土梁的非线性有限元模型,对其在火灾后的抗剪性能进行了数值模拟。有限元模型考虑了火灾作用后混凝土和钢筋的材料损伤,分析了火灾时间、剪跨比、混凝土强度、箍筋直径和箍筋间距对钢筋混凝土梁抗剪承载力和刚度的影响程度。结果表明,随着火灾时间的增加、剪跨比的增大或混凝土强度的下降,火灾后钢筋混凝土梁的抗剪承载力和刚度均明显下降。随着箍筋直径的下降或箍筋间距的增大,火灾后钢筋混凝土梁的抗剪承载力下降,而刚度变化较小。     

考虑应变率效应的钢筋混凝土动态纤维梁单元模型

为准确描述钢筋混凝土结构的非线性地震灾变过程，建立了一种基于显式算法可考虑地震作用应变率效应的钢筋混凝土动态纤维梁单元模型，并以材料子程序(VUMAT)的形式嵌入ABAQUS有限元分析平台中。对混凝土、钢筋以及钢筋混凝土柱动态加载试验进行了数值模拟，测试并验证该模型用于钢筋混凝土材料及构件动态性能分析的准确性和有效性。研究结果表明，所提出的钢筋混凝土动态纤维梁单元模型计算精度较高，能够准确并实时反映地震作用下应变率对材料及构件动态性能的影响，可为精确计算钢筋混凝土结构在地震作用下的非线性动力反应提供理论基础。