為提高海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的抗冰能力,提出一種新型中空夾層金屬管混凝土導(dǎo)管腿構(gòu)件。通過理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合,研究不同外鋼管材料（Q345鋼、奧氏體304級(jí)不銹鋼和T6061鋁合金）對(duì)中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件的影響。通過單次沖擊和連續(xù)沖擊兩種加載方式進(jìn)行加載,并與鋼質(zhì)空心導(dǎo)管腿進(jìn)行對(duì)比,試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):組合構(gòu)件抗沖擊性能優(yōu)于空管構(gòu)件,鋁合金組合構(gòu)件整體抗沖擊能力較差,不銹鋼單次沖擊作用下極限承載能量高達(dá)18.83kJ以上,小能量連續(xù)沖擊作用下承載沖擊次數(shù)最多,不銹鋼組合構(gòu)件抗沖擊力學(xué)性能最好。結(jié)合有限元ABAQUS軟件,對(duì)單次沖擊構(gòu)件建模并得出計(jì)算結(jié)果,與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。 

【文章來源】：振動(dòng).測(cè)試與診斷. 2020,40(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

試驗(yàn)裝置和錘頭尺寸（單位：mm)

圖2為高速攝像機(jī)記錄到的構(gòu)件（SS-3）沖擊全過程。可以看到，從觸發(fā)落錘到?jīng)_擊結(jié)束的整個(gè)過程可以被分解為幾個(gè)階段：(1)落錘釋放，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；(2)落錘第1次與構(gòu)件發(fā)生接觸；(3)構(gòu)件獲得初速度與落錘一起向下運(yùn)動(dòng)，并且速度不斷降低；(4)落錘與構(gòu)件速度降為零，兩者之間相對(duì)靜止，此時(shí)跨中撓度達(dá)到最大值；(5)構(gòu)件開始回彈，同時(shí)與落錘以同樣的速度向上運(yùn)動(dòng)；(6)能量耗盡，落錘最終靜止在構(gòu)件表面，代表整個(gè)沖擊過程結(jié)束。2.2 沖擊力時(shí)程曲線

平臺(tái)段是沖擊過程中主要的耗能階段，觀察組合構(gòu)件在相同的沖擊能量下，外管材質(zhì)從鋁合金到不銹鋼再到Q345鋼，平臺(tái)值越來越大，沖擊持續(xù)時(shí)間越來越短。其中，鋁合金組合構(gòu)件在1m高度作用下外管即發(fā)生破壞，相較于其他2種材質(zhì)起始高度為2.5m時(shí)沒有出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，鋁合金組合構(gòu)件的整體抗沖擊性能較弱。結(jié)合圖3與表3中金屬材料力學(xué)性能參數(shù)，判斷普通鋼與不銹鋼的差異性與屈服強(qiáng)度有關(guān)。因?yàn)闆_擊屬于瞬時(shí)荷載，變形與損傷在瞬間完成，但是不銹鋼組合構(gòu)件一直承受到?jīng)_擊高度為4.5m時(shí)依然沒有出現(xiàn)外觀損傷，良好的延伸率使其抗沖擊潛力巨大。從沖擊能量的角度，以構(gòu)件外觀沒有出現(xiàn)明顯損傷為標(biāo)準(zhǔn)，判斷鋁合金、普通鋼及不銹鋼組合構(gòu)件的承受極限分別為4.18kJ以下、12.55～14.65kJ之間以及18.83kJ以上。2.2.2 連續(xù)沖擊的沖擊力時(shí)程曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]多次連續(xù)沖擊下鋼管混凝土的動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 劉燦亮.安徽理工大學(xué) 2018
[4]不銹鋼—混凝土—鋼管組合構(gòu)件在低速撞擊下的力學(xué)性能研究[D]. 侯俊.太原理工大學(xué) 2017
[5]側(cè)向撞擊作用下不銹鋼-混凝土-鋼管組合構(gòu)件的動(dòng)力性能研究[D]. 姜珊.太原理工大學(xué) 2016
[6]側(cè)向撞擊作用下中空夾層鋼管混凝土柱的動(dòng)力性能及在汽車碰撞下的抗剪承載力[D]. 曹浩煜.太原理工大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3317037