爆炸地震波与空气冲击波联合作用下网架结构动力响应

利用ABAQUS有限元软件对某网架结构分别在爆炸地震波单独作用、空气冲击波单独作用和两者联合作用下的动力响应进行数值模拟,分析这三种荷载工况对网架结构动力响应的影响,并进行爆炸地震波的频谱特性分析和网架结构的自振特性分析。结果表明:爆炸地震波具有频带宽和高频成分丰富的特点;爆炸地震波单独作用对网架支承柱和网架杆件的内力影响显著;爆炸地震波和空气冲击波联合作用下,结构的动力响应并不是两者单独作用下动力响应幅值的简单累加,其中空气冲击波对结构动力响应的影响占主导地位,但是爆炸地震对结构动力响应的贡献不可忽略。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的动力响应与破坏模式

在爆炸荷载作用下,钢筋混凝土构件和结构的动力响应较之地震荷载和静态荷载作用下要复杂得多。运用有限元显式动力分析软件LS-DYNA,建立了典型钢筋混凝土柱的三维有限元模型,该模型对钢筋混凝土采用分离式建模,并且考虑了材料的应变率效应和钢筋与混凝土间的粘结滑移。在该有限元模型的基础上,通过对爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱动态响应的数值模拟,研究了钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下可能的破坏模式及其规律。同时,运用参数化分析方法,研究了截面惯性矩、混凝土轴心抗压强度、纵筋配筋率和配箍率等参数对钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的动态响应的影响,在数值模拟结果的基础上,分析提出了钢筋混凝土柱抗爆设计时应当注意的问题。研究结果表明:在爆炸荷载作用下,钢筋混凝土柱的破坏模式不仅和自身的特性有关,还取决于爆炸荷载的类型。提高柱截面惯性矩和混凝土轴心抗压强度,能够显著降低钢筋混凝土柱在爆炸荷载作用下的柱中水平位移,从而提高其抗爆性能。增加配箍     

爆炸荷载作用下地下锚喷支护结构动力响应数值分析

为了研究常规钻地炸弹在岩石中爆炸时对地下支护结构的影响,应用LS-DYNA有限元程序分析了地下防护工程锚喷支护结构在爆炸荷载作用下的动力响应.模型中考虑了锚杆对岩石的锚固作用,其中混凝土采用H-J-C模型,并考虑了应变率效应.与国内外经验公式的计算结果比较表明,该分析模型与方法是合理的,能据此进行爆炸荷载作用下地下结构的动力可靠性分析.     

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...     

网架结构荷载动力放大系数研究

对于结构连续性倒塌过程中的动力特性通常有两种考虑方式,一是直接采用动力的分析方法,二是通过荷载动力放大系数(DIF)将静力荷载进行放大,从而间接模拟结构的动力响应.本文首先对荷载动力放大系数的研究现状进行介绍,并给出了一种考虑初始状态的等效构件模拟方法.利用变换荷载路径法对一空间网架结构支撑柱突然失效,并通过线性静力和线性动力的计算比较,研究静力计算中荷载动力放大系数的取值问题.计算显示,在空间网架结构中,DIF取值为2.0是合适的.     

侧向爆炸作用下地下拱形结构动力响应

当爆点偏向结构一侧时,结构会发生部分受荷的情况,从而导致结构的内力及破坏形式发生变化;讨论爆点位于侧向时结构的受荷范围,给出荷载计算公式;将地下结构与周围介质的相互作用关系等效成为一种阻尼作用,从而在结构动力方程中加入相互作用因素,通过方程求解得到结构振动响应的解析解;利用这种方法推导出远场任意角度爆炸荷载作用下结构的响应计算公式,并在侧向爆炸条件下得到结构的位移和最大弯矩分布曲线。     

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。     

天然地震与爆炸地震作用下网架结构动力响应及其隔震研究

针对某网架结构,建立了非隔震、采用传统水平隔震支座和三维隔震支座的结构有限元模型,并分别对其进行自振特性分析和爆炸地震、天然地震输入下的时程分析,对比分析了各工况下结构的动力响应。结果表明:爆炸地震波具有频带宽、高频成分丰富和持时短的特点;天然地震作用下网架结构的位移和内力响应要远大于爆炸地震作用下的结构响应;采用水平隔震支座和三维隔震支座后明显延长了结构的自振周期,三维隔震支座对结构高阶振型周期的延长效果更加明显;相比水平隔震支座,三维隔震支座的隔震效果更好、通用性更强。     

爆炸荷载作用下钢结构的动力响应与破坏模式

采用对空气扩散有限制的典型爆炸超压模型,考虑应变速率和损伤累积效应对钢材的影响,应用ABAQUS有限元分析软件,对钢柱和平面钢框架在爆炸荷载作用下的动力响应和破坏模式进行了数值模拟和分析。结果表明:采用Johnson-Cook本构模型以及考虑损伤累积效应的失效准则,可以有效地模拟钢结构在爆炸荷载作用下的动力反应;降低柱顶集中荷载或者减小柱长度,可以有效地提高钢柱在爆炸荷载作用下的承载能力;在爆炸荷载作用下,钢柱产生不可恢复的塑性变形而丧失承载能力,是平面钢框架发生整体倒塌的主要原因。     

爆炸荷载作用下钢梁动力响应的相似分析方法

在通过化学爆炸模拟核爆炸加载的缩尺结构抗爆试验中，为使结构变形满足几何相似，需设计约束和封闭等特殊方案来提高化学爆炸荷载作用时间，显著增加了缩尺结构试验的成本和难度，且缩尺比例越小，误差越大。为解决该问题，提出一种爆炸荷载作用下钢梁动力响应的相似分析方法，并通过数值计算验证了该方法的准确性。结果表明：在弹性响应阶段，若要使钢梁跨中最大变形满足几何相似，则需要模型与原型材料相同且几何形状相似，化学爆炸加载模型与核爆炸加载原型结构的等效静载相同；在塑性响应阶段，钢梁跨中最大变形无法满足几何相似，仅在缩尺模型化学爆炸荷载持时长于一最小作用时间的情况下，可通过几何相似系数与延性比系数的乘积来表示模型和原型的变形相似关系，并给出了延性比系数的解析表达式。     

网格结构荷载最不利组合

针对网格结构设计中吊车荷载最不利组合计算不精确的问题,依据影响面理论,基于一种通用的吊车计算模型,采用动态规划法将此最不利组合计算问题转化为递推求解一系列极值函数的问题,从而得到了合理的最不利值,并编制了相应程序。     

空间网格结构施加等效节点荷载的ANSYS实现

对荷载准确的计算是结构分析的关键环节,而通用有限元软件用于空间网格结构在进行均布荷载导算等效节点荷载的工作时,一般都存在一定的局限性,给分析工作带来不便。针对有限元软件ANSYS在对空间网格结构施加等效节点荷载时存在的问题,给出解决问题的思路以及在ANSYS软件中的实现方法和空间网格结构批量施加等效节点荷载的主要宏模块及宏流程,并利用ANSYS软件自带的APDL(ANSYS Parametric Design Language)参数化设计语言编写此宏命令,实现了在ANSYS中选择网格节点后,程序根据所选节点自动搜索网格、导算等效节点荷载等功能。     

厂房框架结构在竖向荷载作用下空间作用特性分析

在不同形式竖向荷载作用下 ,对厂房框架模型进行了有限元计算 ,初步分析了其空间作用的大小及影响因素 ,并且与模型试验结果进行比较 ,验证计算结果的正确性。     

多跨连续曲线梁在移动荷载下的动力响应

在对多跨曲线梁在移动荷载下动力响应的控制微分方程进行无量纲化处理、转换后,采用Ｒａｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ法对无量纲化方程进行解耦简化,得到以广义挠度和广义扭转角为未知量的运动微分方程。采用Ｍａｔｈｅｍａｔ－ｉｃａ ３．０软件对所得到的方程进行求解,首次得到此问题的理论解。计算结果与试验结果比较证明此方法正确、可靠。     

列车振动荷载作用下隧道衬砌结构动力响应特性分析

论述隧道衬砌结构动力有限元分析的理论与数值计算方法，并以京广线朱亭隧道列车振动荷载现场测试成果为基础，通过对3种不同断面形状的隧道衬砌结构的动力响应特征进行分析研究，可获得隧道衬砌结构竖向位移、竖向加速度及各种内力时程曲线。研究成果对评价既有提速铁路隧道衬砌结构的动力稳定性和完善铁路隧道结构的设计理论具有一定的指导意义。     

近断层水平-竖向地震作用下基础隔震结构的动力响应

基础隔震技术在目前的结构分析和设计过程中,对于冲击性较强的近断层地震作用考虑甚少,特别是竖向分量考虑更少.通过选取1999年台湾集集地震中,含有完整水平与竖向地震分量的近断层记录、远场地震记录以及断层附近非脉冲型地震记录作为地震输入,分析基础隔震结构在近断层水平-竖向地震分量共同作用下的动力响应,以及隔震支座的受力状态...     

爆炸作用下地下直墙拱结构动荷载分布规律试验研究

为研究集中装药爆炸条件下地下直墙拱结构被覆段的荷载分布规律,通过野外抗爆模型试验测试土中自由场应力以及拱结构表面各点荷载的应力时程曲线。采用数据拟合与归一化方法,得到拱结构横断面及纵断面的荷载峰值分布规律包络图,并将测试结果与理论方法、数值手段的研究结果进行对比验证。结果表明,地下拱结构承受的动荷载与理论方法、数值手段得到的基本规律一致,呈类三角形分布。根据荷载分布情况,结合荷载作用面积的等效原理,提出局部动载的简化计算公式,给出地下拱结构抗化爆的荷载计算步骤。     

空间网架结构的动力性能脉动法测试及分析

为研究某体育场网架结构,利用脉动法对该结构1/10缩尺模型进行了动力特性测试。利用谱分析技术对所采集的数据进行分析,得出该结构的自振频率和各阶振型。根据实际模型,运用ANSYS软件建立有限元计算模型,得到该模型的各阶自振频率和模态的理论值。将试验结果与有限元分析结果进行对比,结果表明:实测结构自振周期小于理论分析值,模态相似。