毕业论文--受冲击格构式钢拱弹塑性失稳数值模拟与试验研究

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1、分类号：单位代码：10019密级：学号：S12101116学位论文受冲击格构式钢拱弹塑性失稳数值模拟与试验研究StudyonElastic-plasticBuckingofSteelLatticeArchAffectedbyImpact:SimulationandExperiment研究生：指导教师：合作指导教师：申请学位类别：工学硕士专业名称：结构工程研究方向：结构性能与设计所在学院：水利与土木工程学院2014年5月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所

2、知，除了文中已经注明引用和致谢的内容外，论文中不包含本人和其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：时间：年月日关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定。本人同意中国农业大学有权保存及向国家有关部门和机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人同意中国农业大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入《中国

3、博士学位论文全文数据库》或《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行出版，并享受相关权益。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)学位论文作者签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日摘要本文首先使用ABAQUS/Explicit模拟了刚体横向冲击弹塑性格构式钢拱的过程，研究了各种因素对冲击响应的影响,得出：随着冲击速度的增加，刚体块嵌入格构拱拱顶钢管深度逐渐增大，冲击荷载最大峰值和冲击接触时间亦显著增大；随着质量比的增加，刚体块嵌入深度和冲击荷载最大峰值逐渐减小，接触时间增大；随着矢跨比的增大，冲击荷载最大峰值和接

4、触时间逐渐减小，刚体块嵌入深度增大；随着格构拱跨度的增大，冲击荷载最大峰值、接触时间和刚体块嵌入深度都逐渐增大；随着格构拱壁厚的增大，冲击荷载最大峰值逐渐增大，刚体块嵌入深度和接触时间逐渐减小。本文通过分析刚体冲击弹塑性格构式钢拱过程，提出了基于整体变形和内能判断弹塑性格构拱动力屈曲的判别准则。根据判别准则得出：随着冲击速度和刚体质量的增大，屈曲时间减小；随着刚体块的质量增大，临界冲击速度减小，当刚体块质量较大时，临界屈曲速度变化较小。采用应变电测技术对格构式钢拱在冲击作用下的动力响应进行试验研究，发现格构式

5、钢拱在落锤的冲击作用下结构破坏形式有两种情况，分别为：（1）支座处破坏；（2）弹塑性大变形破坏。在两种破坏形式下结构均发生整体失稳，且为平面外失稳。关键词：格构式钢拱，冲击荷载，接触时间，动力屈曲，试验研究IAbstractThispaperfirstlyusedABAQUS/Explicittosimulatetheprocessofelastic-plasticsteellatticearchtransverselyimpactedbyrigidbody,andtheimpactresponseeffec

6、tedbyvariousfactorswasstudied.Themainconclusionsareasfollows:whenthevelocityofrigidbodyisincreasing,thedepthembeddedbyrigidbodyinsteeltubeofthelatticearchvaultchangeslarger,theimpactloadpeakvaluechangesgreater,thecontacttimepresentsansignificantincrease;wit

7、htheincreaseofmassratio,namelythequalityoftherigidblockissmaller,thedepthembeddedbyrigidbodyinsteeltubeofthelatticearchvaultandtheimpactloadpeakvaluechangesmaller,thecontacttimechangesshorter;withtheincreaseofrise-to-spanratio,theimpactloadpeakvalueandtheco

8、ntacttimehavedecreased,thedepthembeddedbyrigidbodychangesgreater;withtheincreaseoflatticearchspan,theimpactloadpeakvalue,thecontacttimeandthedepthembeddedbyrigidbodyallhavedecreased;withtheincreaseofla