低速沖擊下預應力鋼筋混凝土T梁的力學性能分析.pdf

1、本文主要針對預應力鋼筋混凝土簡支T梁的力學性能進行了研究，主要包括:預應力T梁模態(tài)分析和預應力鋼筋混凝土T梁在受低速橫向沖擊時的力學性能研究。此外，為了能夠給以上的研究提供可靠的材料模型參數。本文基于LS-DYNA顯式動力學計算軟件對HJC混凝土動態(tài)本構模型的四個參數進行了研究。具體研究工作如下:
　　(1)采用LS-DYNA大型顯式動力學計算軟件模擬霍普金森桿實驗。并在霍普金森桿數值模擬結果的基礎上，研究了四個參數（正則內聚強度

2、A、正則壓力強化系數B、壓力強化指數N以及應變率敏感系數C）的改變對HJC本構模型應力-應變曲線的影響。結果表明，四個參數的變化均對HJC本構模型中的失效強度（應力峰值）產生影響。與其它三個參數不同，壓力強化指數Ⅳ與失效強度成反比。此外，解釋了張若棋等提出的修正后參數的合理性。確保后續(xù)章節(jié)HJC混凝土動態(tài)本構模型參數使用的可靠性。
　　(2)基于力平衡原理和能量原理推導了預應力梁自振頻率的計算表達式。采用節(jié)點耦合的方法，建立了預應

3、力梁的有限元模型，并采用大型有限元軟件ANSYS對該模型進行模態(tài)求解。通過與理論推導進行對比，驗證了有限元模型的可靠性。基于有限元的計算結果，分析了各影響因素對預應力梁自振頻率的影響。結果表明，各影響因素中預應力鋼筋的布置形式對預應力梁自振頻率影響較大。其它因素產生的影響很小，基本可以忽略。
　　(3)采用剛塑性分析方法，分析了沖擊荷載作用下，梁的破壞方式以及梁的動力響應。此外，建立了預應力鋼筋混凝土T梁及圓柱形沖擊物的有限元模型

4、。采用大型顯式動力學計算軟件LS-DYNA對有限元模型進行求解。較真實地模擬了預應力鋼筋混凝土T梁受橫向低速沖擊時的損傷和破壞過程（混凝土的開裂、裂縫的擴展和鋼筋的失效）。并通過分析鋼筋中軸力的分布情況驗證了剛塑性分析的合理性。
　　(4)對比分析了不同沖擊速度下梁體的損傷與破壞情況。分析結果表明，隨著沖擊速度的增加，梁底開裂的程度和范圍增加。腹板上出現與梁底成45度角的貫穿性斜裂縫。分析了預應力鋼筋對T梁抗沖擊性能的影響。結果表