被動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)耗能器力學(xué)性能研究.pdf

1、被動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)是一種先進(jìn)的落石災(zāi)害防護(hù)結(jié)構(gòu),于上世紀(jì)90年代引入我國(guó),廣泛應(yīng)用于鐵路、公路沿線的落石災(zāi)害防治工程。耗能器作為被動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的能量緩沖裝置,吸收了落石的沖擊動(dòng)能,降低了整體結(jié)構(gòu)的荷載峰值,是防護(hù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵的耗能構(gòu)件之一。因此,研究并優(yōu)化耗能器的力學(xué)性能,能夠有效改進(jìn)被動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的耗能能力。
　　本文對(duì)兩種國(guó)內(nèi)外常見的被動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)耗能器的力學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　1.采用有限元方法對(duì)GS8000型

2、減壓環(huán)在拉伸變形過程中的受力特點(diǎn)和能量消耗規(guī)律進(jìn)行了研究。研究表明,在減壓環(huán)拉伸過程中,鋼管內(nèi)環(huán)應(yīng)力大于外環(huán)應(yīng)力,且鋼管最大應(yīng)力發(fā)生在鋼管內(nèi)環(huán)靠近拉伸端處。在整個(gè)拉伸過程中,鋁管受力相對(duì)較小,但有著較高的應(yīng)變率。減壓環(huán)最主要的耗能途徑是摩擦耗能,其次是變形耗能。在減壓環(huán)的總摩擦耗能中,鋼管與鋁管的摩擦耗能所占比例最大,其次是鋼管與鋼管之間的摩擦耗能。分析了減壓環(huán)在過盈裝配過程中的受力情況,給出了減壓環(huán)過盈裝配預(yù)緊力以及鋼管和鋁管裝配應(yīng)力

3、的計(jì)算公式。
　　2.以U-150耗能器為例,建立了U型耗能器的有限元模型,分析了U型耗能器的受力特點(diǎn)和耗能原理。研究結(jié)果表明:正常工作時(shí),U型耗能器在各個(gè)時(shí)刻的受力狀態(tài)變化不大,其拉伸端應(yīng)力較大,最大應(yīng)力發(fā)生在鋼板與滾軸相接觸的部位。U型耗能器的耗能主要來自于鋼管塑性變形耗能以及鋼板和滾軸之間的摩擦耗能。減小滾軸直徑可增大U型耗能器的耗能能力,但會(huì)增加其啟動(dòng)荷載。增大鋼板厚度、寬度和長(zhǎng)度可以增大U型耗能器的耗能能力,且增大鋼板寬