側(cè)向沖擊兩端固定鋼管混凝土柱動力響應的實驗研究與仿真分析.pdf

1、沖擊是工程實際中廣泛存在的一種現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)受沖擊作用下的強度、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是一個復雜的非線性力學問題，目前該研究領(lǐng)域還比較弱。尤其，對鋼管混凝土結(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象，以沖擊荷載作用下的模型試驗為前提和基

2、礎，利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA進行了模擬分析，重點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程曲線，獲得并討論了不同套箍系數(shù)和預加軸向壓力等因素對構(gòu)件臨界沖擊破壞形態(tài)的影響。 本文首先進行了鋼管混凝土柱的側(cè)向沖擊實驗，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題，逼近了實際工況。實測了該模型在沖擊荷載作用下的動力響應及破壞的過程。記錄了試件在沖擊力作用

3、下的時程曲線。 本文利用了顯式有限元的計算理論與計算方法。對沖擊接觸的動力學數(shù)值計算原理及關(guān)鍵理論方法進行了初步研究與歸納。 本文對試件進行實體建模，對實驗模型進行了沖擊的仿真研究，并和實驗進行對比，驗證了仿真結(jié)果，找出了能夠合理描述實驗結(jié)果的計算模型。反之，又通過模擬仿真來研究試件的沖擊形態(tài)。這樣，不但得出了實驗無法得到的數(shù)據(jù)，而且有效地減少了實驗次數(shù)，降低了實驗的成本。在仿真模擬過程中，研究了落錘在不同沖擊速度下試件