隨著車撞橋墩、船撞橋墩、恐怖爆炸和偶然爆炸事件的增多,橋梁等工程結(jié)構(gòu)遭受沖擊和爆炸作用的可能性正日益增大,越來越多的學(xué)者關(guān)注強(qiáng)動荷載下工程材料及結(jié)構(gòu)的動態(tài)力學(xué)性能。既有研究表明:中空夾層鋼管混凝土在準(zhǔn)靜態(tài)荷載下具有良好的力學(xué)性能與經(jīng)濟(jì)性,但對其動態(tài)力學(xué)性能的研究相對較少,本文采用試驗研究、數(shù)值分析和理論分析相結(jié)合的方法研究了中空夾層鋼管混凝土的抗沖擊力學(xué)性能,主要工作如下:（1）利用直徑75mm的霍普金森壓桿（Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB）實驗裝置進(jìn)行了中空夾層鋼管混凝土的沖擊試驗,研究不同撞擊速率、不同試件參數(shù)下中空夾層鋼管混凝土試件的應(yīng)變率效應(yīng)及相關(guān)力學(xué)特性。（2）建立了中空夾層鋼管混凝土SHPB抗沖擊試驗的數(shù)值模型,模擬中空夾層鋼管混凝土在沖擊荷載作用下的動態(tài)響應(yīng),研究了內(nèi)外鋼管強(qiáng)度及厚度、核心混凝土強(qiáng)度、試件空心率等參數(shù)對中空夾層鋼管混凝土動態(tài)力學(xué)性能的影響。（3）分別針對約束核心混凝土、實心鋼管混凝土和中空夾層鋼管混凝土的動態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行研究,為建立便于工程應(yīng)用的動態(tài)本構(gòu)模型提供依據(jù)。主要結(jié)論如下:（1）沖擊荷載作用下中空夾層鋼管混... 

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 中空夾層鋼管混凝土簡介
    1.3 沖擊動力試驗設(shè)備
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 混凝土抗沖擊性能的研究進(jìn)展
        1.4.2 實心鋼管混凝土抗沖擊性能的研究進(jìn)展
        1.4.3 中空夾層鋼管混凝土的研究進(jìn)展
    1.5 問題與挑戰(zhàn)
    1.6 本文研究內(nèi)容
第二章 中空夾層鋼管混凝土沖擊試驗
    2.1 SHPB實驗技術(shù)原理
    2.2 SHPB實驗技術(shù)發(fā)展
    2.3 SHPB裝置簡介
    2.4 SHPB試驗若干問題與解決方法
        2.4.1 恒應(yīng)變率加載
        2.4.2 試件尺寸效應(yīng)
        2.4.3 端面摩擦及平整度
        2.4.4 波阻抗的匹配度
    2.5 試驗設(shè)計
        2.5.1 正交設(shè)計法簡介
        2.5.2 試件設(shè)計
    2.6 試件制作與加工
    2.7 測試工況及步驟
    2.8 材性試驗結(jié)果
    2.9 本章小結(jié)
第三章 中空夾層鋼管混凝土沖擊試驗結(jié)果分析
    3.1 試件破壞現(xiàn)象
        3.1.1 單次加載破壞現(xiàn)象
        3.1.2 多次加載破壞現(xiàn)象
    3.2 原始波形分析
        3.2.1 單次加載沖擊波形
        3.2.2 多次加載沖擊波形
    3.3 動態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線
    3.4 鋼管應(yīng)變
    3.5 參數(shù)分析
        3.5.1 動態(tài)軸壓承載力計算
        3.5.2 正交試驗結(jié)果分析
        3.5.3 鋼管約束力
    3.6 本章小結(jié)
第四章 中空夾層鋼管混凝土沖擊響應(yīng)數(shù)值模擬
    4.1 LS-DYNA軟件及相關(guān)算法
        4.1.1 LS-DYNA軟件簡介
        4.1.2 顯示積分算法
        4.1.3 單元與沙漏控制
    4.2 CFDST試驗數(shù)值模型
        4.2.1 有限元模型
        4.2.2 混凝土本構(gòu)
        4.2.3 鋼材本構(gòu)
        4.2.4 CFDST有限元模型
        4.2.5 CFDST接觸條件
    4.3 模型驗證
        4.3.1 沖擊破壞現(xiàn)象
        4.3.2 試件平均應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        4.3.3 鋼管應(yīng)變與應(yīng)力
    4.4 參數(shù)分析
        4.4.1 鋼管強(qiáng)度
        4.4.2 鋼管厚度
        4.4.3 混凝土強(qiáng)度
        4.4.4 空心率
    4.5 本章小結(jié)
第五章 中空夾層鋼管混凝土動態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系研究
    5.1 約束混凝土動態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
        5.1.1 修正韓林海模型
        5.1.2 修正Soroushian模型
        5.1.3 修正黃羽立模型
        5.1.4 受限核心混凝土動態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系驗證
    5.2 中空夾層鋼管混凝土動態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
        5.2.1 鋼管混凝土動態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
        5.2.2 CFDST動態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
致謝
作者簡介
參考文獻(xiàn)



本文編號：3669049