側(cè)向沖擊兩端固定鋼管混凝土柱動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究與仿真分析.pdf

1、沖擊是工程實(shí)際中廣泛存在的一種現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)受沖擊作用下的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、臨界能量荷載和臨界沖擊力的研究屬結(jié)構(gòu)耐撞性研究范疇，由于結(jié)構(gòu)在沖擊作用下的響應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的非線性力學(xué)問(wèn)題，目前該研究領(lǐng)域還比較弱。尤其，對(duì)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)側(cè)向沖擊的研究還是空白領(lǐng)域。隨著鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛，以及層出不窮的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)受沖擊破壞現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)它的研究也變得十分必要。本文以兩端固定的鋼管混凝土柱為研究對(duì)象，以沖擊荷載作用下的模型試驗(yàn)為前提和基

2、礎(chǔ)，利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA進(jìn)行了模擬分析，重點(diǎn)研究了軸向力作用下的兩端固定柱在沖擊荷載作用下的破壞模式，記錄了沖擊力和軸向力的時(shí)程曲線，獲得并討論了不同套箍系數(shù)和預(yù)加軸向壓力等因素對(duì)構(gòu)件臨界沖擊破壞形態(tài)的影響。 本文首先進(jìn)行了鋼管混凝土柱的側(cè)向沖擊實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造性地使用了碟型彈簧軸力裝置施加軸向力，很好地解決了軸力松弛的問(wèn)題，逼近了實(shí)際工況。實(shí)測(cè)了該模型在沖擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)及破壞的過(guò)程。記錄了試件在沖擊力作用

3、下的時(shí)程曲線。 本文利用了顯式有限元的計(jì)算理論與計(jì)算方法。對(duì)沖擊接觸的動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算原理及關(guān)鍵理論方法進(jìn)行了初步研究與歸納。 本文對(duì)試件進(jìn)行實(shí)體建模，對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了沖擊的仿真研究，并和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了仿真結(jié)果，找出了能夠合理描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算模型。反之，又通過(guò)模擬仿真來(lái)研究試件的沖擊形態(tài)。這樣，不但得出了實(shí)驗(yàn)無(wú)法得到的數(shù)據(jù)，而且有效地減少了實(shí)驗(yàn)次數(shù)，降低了實(shí)驗(yàn)的成本。在仿真模擬過(guò)程中，研究了落錘在不同沖擊速度下試件