高強(qiáng)鋼索作為現(xiàn)代大跨空間結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)中重要的受力構(gòu)件,其破壞往往會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌,其安全性至關(guān)重要。高強(qiáng)鋼絲作為索構(gòu)件的組成材料,其在沖擊、爆炸等荷載作用下往往處于高應(yīng)變率狀態(tài),材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與準(zhǔn)靜態(tài)下有很大不同。為了獲得高強(qiáng)鋼絲材料在這種高應(yīng)變率下的本構(gòu)關(guān)系,本文選用1770級(jí)高強(qiáng)鋼絲作為研究對(duì)象,以Johnson-Cook模型為基礎(chǔ),開(kāi)展了一系列材性試驗(yàn)以實(shí)現(xiàn)對(duì)于Johnson-Cook模型中各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)的標(biāo)定,建立了適用于該種鋼絲的Johnson-Cook模型。在此基礎(chǔ)之上,開(kāi)展1770級(jí)高強(qiáng)鋼絲的重力式落錘沖擊試驗(yàn),觀察鋼絲在不同沖擊條件下的響應(yīng)。將Johnson-Cook動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型應(yīng)用于數(shù)值仿真之中,將數(shù)值仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證Johnson-Cook模型在數(shù)值仿真中的可靠性。最后,開(kāi)展不同參數(shù)下單根鋼絲沖擊荷載下的數(shù)值仿真,研究沖擊物高度、沖擊物質(zhì)量、鋼絲長(zhǎng)度、沖擊位置及鋼絲中的預(yù)應(yīng)力等級(jí)對(duì)鋼絲抗沖擊性能的影響。本文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）開(kāi)展1770級(jí)高強(qiáng)鋼絲準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)、霍普金森壓桿試驗(yàn)及高溫下的準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn),獲得該種材料的靜態(tài)力學(xué)參數(shù)... 

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金門大橋鋼結(jié)構(gòu)在沖擊荷載的作用下，組成

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-1-第1章緒論1.1課題研究背景及意義隨著橋梁技術(shù)的不斷發(fā)展，懸索橋成為了一種運(yùn)用廣泛的新型橋梁結(jié)構(gòu)體系。懸索結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)相比具有輕質(zhì)高強(qiáng)、承重能力強(qiáng)、空間開(kāi)闊等優(yōu)點(diǎn)，因此常常用來(lái)建造體育場(chǎng)館及一些大型橋梁體系。人們熟知的如金門大橋、南京長(zhǎng)江三橋等都是著名的懸索橋梁。此外，懸索結(jié)構(gòu)也已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于很多大跨度空間結(jié)構(gòu)之中，如體育館、音樂(lè)廳等等。這些橋梁與公共場(chǎng)所都發(fā)揮著重要的功能，人流量與運(yùn)輸量龐大。然而，一旦發(fā)生撞擊事故，造成的傷亡及財(cái)產(chǎn)損失數(shù)量也更加嚴(yán)重。因此研究懸索結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能對(duì)于公共安全及索結(jié)構(gòu)的安全性能提升都有十分重要的意義。在發(fā)生此類破壞時(shí)，建筑物承受沖擊荷載。沖擊荷載具有作用時(shí)間短、能量大、破壞性強(qiáng)等特點(diǎn)。在沖擊荷載作用下，結(jié)構(gòu)的延展性會(huì)大大降低[1]。沖擊荷載通常會(huì)引起兩種類型的的結(jié)構(gòu)破壞，分別為直接破壞和結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌。由撞擊引起的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部破壞稱為直接破壞；由于構(gòu)件局部破壞向四周擴(kuò)展引起的結(jié)構(gòu)連鎖性倒塌破壞現(xiàn)象稱為結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌。沖擊荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)容易發(fā)生由關(guān)鍵構(gòu)件的失效引起的連續(xù)性倒塌破壞，因此這些關(guān)鍵構(gòu)件的抗沖擊性能將直接影響到整體結(jié)構(gòu)的安全性[2]。圖1-1金門大橋圖1-2南京長(zhǎng)江三橋鋼結(jié)構(gòu)在沖擊荷載的作用下，組成材料常常處于高溫、高壓、高應(yīng)變率的狀態(tài)，表現(xiàn)出的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能明顯不同于準(zhǔn)靜態(tài)。高強(qiáng)鋼絲作為懸索結(jié)構(gòu)中的常用材料，又有別于普通的建筑鋼材。除了其靜力屈服強(qiáng)度大大高于普通鋼材，這種高強(qiáng)索材在動(dòng)態(tài)下的響應(yīng)關(guān)系也與普通鋼材有很大差別。因此有針對(duì)性地研究高強(qiáng)鋼絲在高應(yīng)變率下的動(dòng)態(tài)行為并建立本構(gòu)模型，對(duì)于進(jìn)一步研究索構(gòu)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-9-圖2-3Instran-5969萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)2.2.2試驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果分析經(jīng)過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)拉伸的試件，斷口處出現(xiàn)不明顯的頸縮現(xiàn)象，斷口粗糙。試驗(yàn)后的試件形態(tài)如圖2-4所示：圖2-4試件拉伸后形態(tài)試件的應(yīng)變通過(guò)10mm引伸計(jì)進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)力由接收系統(tǒng)自動(dòng)記錄，試驗(yàn)的整個(gè)加載過(guò)程都由計(jì)算機(jī)控制，并自動(dòng)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。由試驗(yàn)機(jī)直接采集得到數(shù)據(jù)為工程應(yīng)力和工程應(yīng)變，其表達(dá)式分別如式(2-1)、(2-2)所示00=(ll)/l(2-1)0=P/A(2-2)事實(shí)上，是由拉力除以初始截面積得到的，在應(yīng)力到達(dá)彈性極限之前，截面縮小不明顯，可以認(rèn)為對(duì)應(yīng)力精度基本沒(méi)影響。但是在拉伸時(shí)試件的橫截

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]基于有限質(zhì)點(diǎn)法的空間鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌破壞研究[D]. 喻瑩.浙江大學(xué) 2010
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本文編號(hào)：3626903