沖擊作用下鋼梁側(cè)向彎扭屈曲行為的數(shù)值模擬分析.pdf_第1頁(yè)
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1、鋼結(jié)構(gòu)因自身的良好性能而使其在建筑工程領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用,但鋼結(jié)構(gòu)在服役期間,除了要承受正常的設(shè)計(jì)荷載之外,往往還要承受意外的撞擊和爆炸等強(qiáng)動(dòng)荷載的作用。鋼梁、柱等承重構(gòu)件遭受撞擊時(shí)可能發(fā)生失穩(wěn)或產(chǎn)生過(guò)大變形而喪失承載能力,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌破壞。因此,對(duì)鋼構(gòu)件撞擊失穩(wěn)的研究有著十分重要的工程背景,越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界的高度重視。
   本文對(duì)大質(zhì)量塊撞擊作用下矩形截面鋼梁的動(dòng)力響應(yīng),進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:沖擊荷載

2、作用下矩形截面鋼梁可以發(fā)生側(cè)向彎扭屈曲行為,且沖擊荷載作用下鋼梁的側(cè)向彎扭屈曲形式與構(gòu)件本身所施加的工況有關(guān)。運(yùn)用有限元程序ANSYS/LS-DYNA對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬,數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出較好的一致性,表明采用該數(shù)值模擬方法可以很好的模擬鋼梁在沖擊荷載作用下的側(cè)向彎扭屈曲行為。在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了鋼梁的側(cè)向位移及x-軸向應(yīng)變時(shí)間歷程曲線,進(jìn)一步驗(yàn)證了沖擊荷載作用下鋼梁可以發(fā)生側(cè)向彎扭屈曲行為。
   本文提出了鋼梁

3、的差厚比(△/t)的概念,采用△/t值來(lái)判定沖擊荷載作用下鋼梁的穩(wěn)定性,把使△/t值大于1的荷載定義為鋼梁側(cè)向彎扭屈曲的臨界荷載。運(yùn)用文中數(shù)值模擬方法,詳細(xì)分析了初始缺陷、幾何參數(shù)尺寸、沖擊高度、沖擊動(dòng)能與沖擊動(dòng)量對(duì)沖擊荷載下鋼梁側(cè)向彎扭屈曲的影響。結(jié)果表明:沖擊荷載作用下鋼梁的側(cè)向彎扭屈曲臨界速度隨著初始缺陷的增大而減小;沖擊高度越大,鋼梁越容易發(fā)生側(cè)向彎扭屈曲;沖擊動(dòng)量對(duì)鋼梁的側(cè)向彎扭屈曲形式有一定的影響;在一定范圍內(nèi),可以提高鋼梁

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