本文關(guān)鍵詞：爆炸沖擊荷載作用下等邊角鋼構(gòu)件抗爆性能研究

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【摘要】：近年來(lái),世界各地因爆炸引起的事故頻繁出現(xiàn),爆炸產(chǎn)生的爆炸沖擊波具有峰值高、作用時(shí)間短、衰減快三個(gè)特點(diǎn),但其對(duì)人類和建筑結(jié)構(gòu)的傷害極其嚴(yán)重。等邊角鋼構(gòu)件因具有受力合理、承載力高、易于安裝、運(yùn)輸方便等優(yōu)勢(shì),在高壓輸電塔結(jié)構(gòu)中作為主要構(gòu)件得到了廣泛應(yīng)用,研究爆炸沖擊荷載作用下等邊角鋼構(gòu)件的抗爆性能具有重要的理論意義與工程實(shí)用價(jià)值。本文通過(guò)理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬研究的形式對(duì)爆炸過(guò)程中炸藥與等邊角鋼構(gòu)件之間的相互作用、等邊角鋼構(gòu)件在爆炸沖擊荷載作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及其影響因素、破壞形態(tài)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究,主要研究工作如下:(1)依據(jù)爆炸沖擊波的基本理論,確定了9種工況下等邊角鋼構(gòu)件靜爆試驗(yàn)的試驗(yàn)方法。通過(guò)試驗(yàn)得到構(gòu)件迎爆面頂部、中部、底部的超壓時(shí)程曲線以及構(gòu)件中部的變形形式,進(jìn)一步了解爆炸沖擊波的傳播方式及等邊角鋼構(gòu)件在爆炸沖擊荷載作用下的受力特點(diǎn)。(2)進(jìn)行爆炸沖擊荷載與等邊角鋼構(gòu)件相互作用的數(shù)值模擬�；贏LE流固耦合算法選取合適的材料模型及參數(shù)建立數(shù)值模型,通過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的可靠性。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬的結(jié)果相結(jié)合,得到了乳化炸藥在比例距離0.7~1.6m/kg1/3下的超壓峰值理論模型。(3)進(jìn)行爆炸沖擊荷載作用下等邊角鋼構(gòu)件動(dòng)態(tài)響應(yīng)的數(shù)值模擬。研究比例距離、構(gòu)件寬厚比及鋼材屈服強(qiáng)度對(duì)構(gòu)件動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。(4)試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著構(gòu)件寬厚比的增大,各測(cè)點(diǎn)的超壓峰值均呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì),構(gòu)件中部的殘余變形迅速增大;超壓峰值呈現(xiàn)出在起爆點(diǎn)與構(gòu)件等高處向構(gòu)件兩端遞減的趨勢(shì);臨近場(chǎng)爆炸時(shí),構(gòu)件呈現(xiàn)出局部屈曲的破壞形態(tài)。(5)參數(shù)分析結(jié)果表明,隨著比例距離的減小,構(gòu)件中部最大水平位移與殘余變形迅速增大,當(dāng)比例距離大于0.6 m/kg1/3時(shí),爆炸沖擊荷載對(duì)等邊角鋼構(gòu)件中部位移很難造成影響;構(gòu)件寬厚比大于10時(shí),構(gòu)件的破壞程度會(huì)明顯提高;鋼材屈服強(qiáng)度的提高一定程度上減小了構(gòu)件中部最大水平位移和殘余變形。
【關(guān)鍵詞】：等邊角鋼 爆炸沖擊荷載 寬厚比 超壓 破壞形態(tài)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU391;TM75
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 引言9-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及成果14-17
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文的主要研究目的及內(nèi)容17-19
• 2 爆炸沖擊波的基本理論19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 爆炸基本理論19-21
• 2.2.1 爆炸的定義19-20
• 2.2.2 爆炸的基本形式與特點(diǎn)20-21
• 2.2.3 爆炸的問(wèn)題類型21
• 2.3 爆炸沖擊波21-26
• 2.3.1 爆炸沖擊波的基本特征21-24
• 2.3.2 爆炸沖擊波的反射24-25
• 2.3.3 爆炸沖擊波的危害25-26
• 2.3.4 爆炸相似律理論與點(diǎn)爆炸理論26
• 2.4 爆炸沖擊波超壓峰值26-29
• 2.5 爆炸荷載作用下結(jié)構(gòu)及材料的動(dòng)力性能29-31
• 2.6 小結(jié)31-33
• 3 等邊角鋼構(gòu)件靜爆試驗(yàn)研究33-67
• 3.1 引言33
• 3.2 試驗(yàn)方案33-44
• 3.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理與目的33
• 3.2.2 試件設(shè)計(jì)與材料性能33-38
• 3.2.3 試驗(yàn)設(shè)備與數(shù)據(jù)采集38-39
• 3.2.4 試驗(yàn)工況與測(cè)點(diǎn)布置39-44
• 3.3 比例距離 0.7369m/kg~(1/3)靜爆試驗(yàn)結(jié)果及分析44-54
• 3.3.1 試件損傷程度44
• 3.3.2 超壓時(shí)程曲線44-53
• 3.3.3 加速度時(shí)程曲線53
• 3.3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析53-54
• 3.4 比例距離 1.4560m/kg~(1/3)靜爆試驗(yàn)結(jié)果及分析54-62
• 3.4.1 試件損傷程度54
• 3.4.2 超壓時(shí)程曲線54-62
• 3.4.3 加速度時(shí)程曲線62
• 3.4.4 試驗(yàn)結(jié)果分析62
• 3.5 比例距離 0.1456m/kg~(1/3)靜爆試驗(yàn)結(jié)果及分析62-64
• 3.6 小結(jié)64-67
• 4 等邊角鋼構(gòu)件靜爆數(shù)值模擬67-81
• 4.1 引言67
• 4.2 爆炸沖擊荷載的數(shù)值模擬67-71
• 4.2.1 軟件ANSYS/LS-DYNA簡(jiǎn)介67-68
• 4.2.2 爆炸計(jì)算方法68-69
• 4.2.3 材料模型69-70
• 4.2.4 計(jì)算模型70-71
• 4.3 爆炸沖擊荷載數(shù)值模擬結(jié)果及驗(yàn)證71-79
• 4.3.1 爆炸沖擊波的傳播規(guī)律71-74
• 4.3.2 超壓時(shí)程曲線的對(duì)比驗(yàn)證74-77
• 4.3.3 損傷程度的對(duì)比驗(yàn)證77-79
• 4.4 爆炸沖擊波超壓峰值模型79-80
• 4.5 小結(jié)80-81
• 5 沖擊荷載作用下等邊角鋼構(gòu)件動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究81-93
• 5.1 引言81
• 5.2 等邊角鋼構(gòu)件動(dòng)態(tài)響應(yīng)的數(shù)值模擬81-82
• 5.2.1 等效三角形沖擊荷載81
• 5.2.2 有限元模型81-82
• 5.3 影響參數(shù)分析82-89
• 5.3.1 比例距離的影響82-84
• 5.3.2 構(gòu)件寬厚比的影響84-86
• 5.3.3 鋼材屈服強(qiáng)度的影響86-89
• 5.4 等邊角鋼構(gòu)件的破壞形態(tài)89-91
• 5.5 小結(jié)91-93
• 6 結(jié)論與展望93-95
• 6.1 主要結(jié)論93-94
• 6.2 進(jìn)一步展望94-95
• 致謝95-97
• 參考文獻(xiàn)97-100

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：815017