中空夹层金属管混凝土构件侧向冲击试验研究

为提高海洋平台结构的抗冰能力,提出一种新型中空夹层金属管混凝土导管腿构件。通过理论分析、数值模拟和试验相结合,研究不同外钢管材料（Q345钢、奥氏体304级不锈钢和T6061铝合金）对中空夹层钢管混凝土构件的影响。通过单次冲击和连续冲击两种加载方式进行加载,并与钢质空心导管腿进行对比,试验结果发现：组合构件抗冲击性能优于空管构件,铝合金组合构件整体抗冲击能力较差,不锈钢单次冲击作用下极限承载能量高达18.83 kJ以上,小能量连续冲击作用下承载冲击次数最多,不锈钢组合构件抗冲击力学性能最好。结合有限元ABAQUS软件,对单次冲击构件建模并得出计算结果,与试验结果基本吻合。     

中空夹层金属管混凝土构件抗冲击有限元分析

以外管分别为Q345钢、奥氏体304级不锈钢和T6061铝合金材质的圆中空夹层金属管混凝土构件为主要研究对象,借助有限元软件ABAQUS,模拟该类构件受到低速横向冲击的动态响应,讨论材料对抗冲击性能的影响。同时与另一种截面形式的钢管混凝土-空管构件的力学性能进行对比,计算提取了冲击力时程曲线、跨中变形时程曲线。分析结果表明:在管中填充混凝土可以有效地改变结构的破坏形态,减小结构局部变形,以整体弯曲变形为主,增强结构的抗冲击能力;从铝合金、Q345钢到不锈钢材料,抗冲击能力依次增强,同时随着冲击能量的依次增加,不锈钢材料最终的抗冲击性能也远优于其他材料。