網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在沖擊荷載下的破壞機(jī)理

目錄
第1章 緒論 1
參考文獻(xiàn) 5
第2章 建筑Q235鋼的動態(tài)本構(gòu)模型與應(yīng)用 7
2.1 基于Johnson-Cook模型的金屬材料動態(tài)力學(xué)行為描述 8
2.2 Johnson-Cook本構(gòu)和失效模型參數(shù)的獲取方案 9
2.3 Q235B鋼材料性能試驗(yàn) 11
2.3.1 光滑圓棒試件拉伸試驗(yàn) 12
2.3.2 缺口拉伸試驗(yàn) 14
2.3.3 壓縮試驗(yàn) 14
2.3.4 光滑圓棒試件的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn) 15
2.4 Johnson-Cook本構(gòu)和失效模型的參數(shù)標(biāo)定 15
2.4.1 本構(gòu)模型參數(shù)標(biāo)定 15
2.4.2 失效模型參數(shù)標(biāo)定 16
2.5 Zerilli-Armstrong與Cowper-Symonds本構(gòu)模型參數(shù)標(biāo)定 20
2.6 本構(gòu)模型的驗(yàn)證及應(yīng)用討論 22
2.7 本章小結(jié) 24
參考文獻(xiàn) 25
第3章 圓鋼管側(cè)向沖擊響應(yīng)試驗(yàn) 27
3.1 兩端固支圓鋼管側(cè)向沖擊試驗(yàn) 28
3.1.1 試驗(yàn)概況 29
3.1.2 試件加工及材性 30
3.1.3 試驗(yàn)現(xiàn)象 32
3.1.4 塑性鉸和失效模式 37
3.1.5 試驗(yàn)結(jié)果分析 38
3.2 軸力作用下圓鋼管側(cè)向沖擊試驗(yàn) 46
3.2.1 試驗(yàn)概況 47
3.2.2 軸力加載裝置 48
3.2.3 試件設(shè)計(jì)及加工 50
3.2.4 試驗(yàn)加載過程和現(xiàn)象 52
3.2.5 軸力作用機(jī)理分析 58
3.3 本章小結(jié) 62
參考文獻(xiàn) 63
第4章 圓鋼管側(cè)向沖擊仿真技術(shù)及參數(shù)影響規(guī)律 65
4.1 有限元模型的建立及驗(yàn)證 65
4.1.1 有限元模型的建立 65
4.1.2 有限元模型驗(yàn)證 68
4.2 圓鋼管側(cè)向沖擊有限元模型的敏感性分析 73
4.2.1 網(wǎng)格尺寸 73
4.2.2 材料本構(gòu)模型的影響 76
4.2.3 沖擊物的簡化建模 78
4.2.4 其他因素的影響 79
4.3 參數(shù)分析方案 80
4.4 無軸力作用圓鋼管側(cè)向沖擊參數(shù)化分析 82
4.4.1 典型動力響應(yīng) 82
4.4.2 失效模式 85
4.4.3 影響因素分析 86
4.5 軸力作用下圓鋼管側(cè)向沖擊參數(shù)化分析 93
4.5.1 有限元建模與軸力的施加 93
4.5.2 典型動力響應(yīng) 95
4.5.3 失效模式 98
4.5.4 軸力的影響分析 99
4.6 本章小結(jié) 102
參考文獻(xiàn) 103
第5章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在沖擊荷載下的失效模式 104
5.1 基于ANSYS/LS-DYNA的有限元模型 104
5.1.1 定義單元類型 104
5.1.2 定義材料模型 105
5.1.3 定義接觸類型 106
5.2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的典型沖擊失效模式 106
5.2.1 結(jié)構(gòu)局部凹陷 106
5.2.2 結(jié)構(gòu)整體倒塌 115
5.2.3 結(jié)構(gòu)沖切破壞 124
5.3 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的沖擊失效機(jī)理分析 130
5.3.1 沖擊過程的劃分 131
5.3.2 結(jié)構(gòu)整體倒塌機(jī)理 132
5.3.3 結(jié)構(gòu)局部凹陷機(jī)理 135
5.3.4 結(jié)構(gòu)沖切破壞機(jī)理 136
5.4 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)失效模式的分布規(guī)律及沖擊能量影響 138
5.4.1 失效模式的分布規(guī)律 139
5.4.2 沖擊物初動能對失效模式的影響 141
5.5 本章小結(jié) 146
參考文獻(xiàn) 146
第6章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)沖擊響應(yīng)規(guī)律 147
6.1 沖擊物尺寸對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)失效模式的影響 147
6.1.1 失效模式分布 148
6.1.2 影響原因分析 149
6.2 彈塑性材料沖擊物對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)失效模式的影響 157
6.2.1 失效模式分布 158
6.2.2 影響原因分析 159
6.3 沖擊點(diǎn)位置的影響 162
6.4 沖擊角度的影響 164
6.5 矢跨比的影響 168
6.5.1 桿件截面不變 168
6.5.2 桿件截面改變 170
6.6 屋面質(zhì)量的影響 171
6.6.1 桿件截面不變 171
6.6.2 桿件截面改變 173
6.7 初始缺陷的影響 175
6.8 本章小結(jié) 175
參考文獻(xiàn) 175
第7章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模型落錘沖擊試驗(yàn) 177
7.1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)失效模式?jīng)_擊試驗(yàn) 177
7.1.1 試驗(yàn)?zāi)康呐c方案 177
7.1.2 加載裝置與試驗(yàn)?zāi)Ｐ?178
7.1.3 模態(tài)測試與分析 181
7.1.4 彈性沖擊試驗(yàn)與數(shù)值仿真對比 183
7.1.5 破壞性沖擊試驗(yàn)與數(shù)值仿真對比 188
7.2 考慮屋面系統(tǒng)網(wǎng)殼模型破壞模式?jīng)_擊試驗(yàn) 192
7.2.1 試驗(yàn)?zāi)康呐c方案 192
7.2.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ图庸?193
7.2.3 測點(diǎn)布置、缺陷測試、材性試驗(yàn) 195
7.2.4 自振頻率測試 198
7.2.5 彈性沖擊試驗(yàn) 199
7.2.6 破壞性沖擊試驗(yàn) 202
7.2.7 數(shù)值分析及與試驗(yàn)對比 205
7.3 本章小結(jié) 213
參考文獻(xiàn) 213
第8章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)遭受飛機(jī)撞擊效應(yīng)研究 214
8.1 利用Riera模型對飛機(jī)撞擊網(wǎng)殼的模擬 214
8.2 飛機(jī)模型及撞擊剛體結(jié)構(gòu)模擬 216
8.3 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的飛機(jī)撞擊響應(yīng)與破壞模式 219
8.3.1 飛機(jī)以撞擊方式1撞擊點(diǎn)A 220
8.3.2 飛機(jī)以撞擊方式2撞擊點(diǎn)A 222
8.3.3 飛機(jī)以撞擊方式3撞擊點(diǎn)A 223
8.3.4 飛機(jī)以撞擊方式2撞擊點(diǎn)B 225
8.3.5 飛機(jī)以撞擊方式2撞擊點(diǎn)C 226
8.4 考慮阻尼對網(wǎng)殼失效模式的影響 228
8.5 考慮屋面板對網(wǎng)殼失效模式的影響 229
8.6 本章小結(jié) 233
參考文獻(xiàn) 233