冲击载荷作用下钢管混凝土力学特性的数值模拟

发布时间：2024-03-24 15:34

　　钢管混凝土结构是继钢筋混凝土结构后又一种新型的钢与混凝土的组合结构,其是由混凝土填充到钢管中的结构。在钢管混凝土结构中,钢管与混凝土相互作用,钢管提高了混凝土的延性和塑性,而混凝土提高了钢管的稳定性和抗压性。虽然钢管混凝土结构的优良性已经得到广泛应用,但关于其动态荷载下的力学性能仍处于探索阶段。本文为探究冲击荷载作用下不同参数对钢管混凝土力学特性的影响,设计了不同参数的钢管混凝土SHPB实验。同时利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,对SHPB实验进行模拟,并在此依据上设计了参数变量的延伸模拟。具体内容如下:1.阐述了SHPB实验的基本原理和两个前提假设,即一维假设和应力均匀假设,并在假设的基础上推导了二波法公式和三波法公式。对SHPB实验技术若干问题进行了分析讨论并提出了相应解决方法。设计了轴向冲击和侧向冲击两种冲击方向各4个钢管混凝土试件,其中,轴向冲击方向的参数变量为:2mm和3mm钢管壁厚、c30和c45混凝土强度等级;侧向冲击方向的参数变量为:2mm和3mm钢管壁厚、c30和c45混凝土强度等级。实验数据采用三波公式处理,轴冲方向分析钢管混凝土的应力应变曲线,侧冲方向分...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1SHPB实验装置分解图

相同条件的试验试件，得到应力波原始波曲线，分析并与试验做对比。因数值模拟可做到一些试验难以做到的条件，故可在试验的基础上做相应的延伸模拟。2.1实验基本概况2.1.1试验原理与假设SplitHopkinsonPressureBar（SHPB）是广为应用和普遍认可的中等应....

图2SHPB试验应力波图

导杆中的传播时间，从而保证试件应力应变的均匀性。根据两个基本假设可推导“二波公式”和“三波公式”。由假设一可知，乘以弹性模量为应力，同时可以由测量点的波形平移得到其他各点的应力波因此，根据入射杆上应变片测得的波，推导出试件与入射杆接触面上的力和位根据透射杆上应变片测得的波，推导出....

图3钢管混凝土试件的浇筑与养护

安徽理工大学硕士论文2.1.2.2试件准备制作混凝土的粗骨料采用米石，细骨料采用河砂，胶凝材料采用42.5级水泥。C30和C45混凝土的配合比分别为水泥：水：石：砂=1:0.44:2.54:1.84和1:0.31:2.06:1.22。根据表1中设定的钢管壁厚和钢....

图4钢管混凝土试件Fig4Concretefilledsteeltube

图4钢管混凝土试件Fig4Concretefilledsteeltube.2.3实验装置本次实验采用安徽理工大学能源与安全学院的75mmSHPB实验装置，装置貌见图5所示。撞击杆、入射杆和透射杆分别长0.4、4.0和2.5m，压杆弹性模E1....

本文编号：3937667