本文選題：橫向沖擊　切入點(diǎn)：損傷　出處：《煙臺大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鋼結(jié)構(gòu)建筑被稱為“綠色建筑”,受到眾多房地產(chǎn)開發(fā)商的青睞,并憑借自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于各種建筑中。鋼結(jié)構(gòu)在服役過程中會遭受車輛、船舶或者其他動力荷載的撞擊,鋼結(jié)構(gòu)建筑受到撞擊時會產(chǎn)生不可恢復(fù)的損傷。國內(nèi)外關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)受沖擊性能以及鋼材損傷本構(gòu)模型的研究有很多,但關(guān)于沖擊荷載和損傷對鋼結(jié)構(gòu)共同影響的研究卻很少,因此沖擊荷載下鋼材的損傷本構(gòu)模型還需進(jìn)一步研究。本文對低速沖擊荷載下低碳鋼的損傷本構(gòu)模型進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):(1)根據(jù)連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)理論、Lemaitre應(yīng)變等價原理、Von Mises屈服準(zhǔn)則、各向同性損傷理論等理論給出了靜力荷載下低碳鋼達(dá)到極限強(qiáng)度后的損傷本構(gòu)模型。修正了原始的Cowper-Symonds模型,給出了沖擊荷載下同時考慮損傷與應(yīng)變率效應(yīng)的Cowper-Symonds模型。進(jìn)行了鋼材靜力拉伸試驗(yàn)和動力材性試驗(yàn),將模型計算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證本文給出模型的正確性,并用文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明:本文給出模型的計算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為接近,因此給出的模型是可行的。(2)進(jìn)行了圓管的抗沖擊試驗(yàn),為驗(yàn)證本文給出的損傷本構(gòu)模型是否可以應(yīng)用在構(gòu)件有限元模型中提供了試驗(yàn)依據(jù)。并對試驗(yàn)得到的抗沖擊性能指標(biāo)進(jìn)行了分析。(3)運(yùn)用ABAQUS有限元軟件分別建立了圓鋼管在不考慮損傷與考慮損傷狀態(tài)下的有限元模型,并對比分析了不同狀態(tài)下的有限元模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明:考慮損傷的有限元模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果更接近,本文給出的損傷本構(gòu)模型可以在構(gòu)件有限元模擬中運(yùn)用;為了進(jìn)一步驗(yàn)證本文給出的本構(gòu)模型的可靠性,根據(jù)文獻(xiàn)中試驗(yàn)資料建立了考慮損傷的有限元模型,并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果以及以前的模擬結(jié)果對比分析,得出本文給出的損傷本構(gòu)模型是可靠的。
[Abstract]:Steel structures, known as "green buildings", are favored by many real estate developers and are widely used in various buildings by virtue of their unique advantages. Due to the impact of ship or other dynamic loads, steel structures will suffer irrecoverable damage when they are impacted. There are a lot of researches on the impact behavior of steel structures and the constitutive models of steel damage at home and abroad. However, there are few studies on the influence of impact load and damage on steel structure, so the damage constitutive model of steel under impact load needs further study. In this paper, the damage constitutive model of low carbon steel under low speed impact load is studied. The main contents include the following points: 1) according to the theory of continuum damage mechanics, we present the Von Mises yield criterion based on the Lemaitre strain equivalence principle. Based on isotropic damage theory and other theories, the damage constitutive model of low carbon steel under static load after reaching the ultimate strength is given. The original Cowper-Symonds model is modified. A Cowper-Symonds model considering both damage and strain rate effects under impact load is presented. The static tensile test of steel and the test of dynamic material properties are carried out. The results of model calculation and test are compared to verify the correctness of the model given in this paper. The accuracy of the model is further verified by the data in the literature. The results show that the calculated results of the model in this paper are close to the experimental results, so the model given in this paper is feasible. In order to verify whether the damage constitutive model presented in this paper can be applied to the finite element model of members, the experimental basis is provided. The finite element model of circular steel tube without considering damage and considering damage state, The finite element simulation results of different states are compared with the experimental results. The results show that the damage constitutive model can be used in the finite element simulation of the components. In order to further verify the reliability of the constitutive model presented in this paper, a finite element model considering damage is established according to the experimental data in the literature, and the simulation results are compared with the experimental results and the previous simulation results. It is concluded that the damage constitutive model given in this paper is reliable.
【學(xué)位授予單位】：煙臺大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU391;TU317

【參考文獻(xiàn)】

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6 王云;結(jié)構(gòu)鋼大變形損傷本構(gòu)關(guān)系研究[D];西安建筑科技大學(xué);2005年

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本文編號：1589164