单层球面网壳在冲击载荷作用下的动力响应分析

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1、单层球面网壳在冲击载荷作用下的动力响应分析摘要近年来，在冲击荷载作用下大型建筑结构的动力响应和灾害性研究已经成为专家学者们开始关注的新兴课题。本文选用K8型单层球面网壳作为研究对象，利用有限元程序ANSYS／LS_DYNA进行了大量的计算分析，并进行了在冲击荷载作用_F的模型试验，重点研究了该网壳结构在冲击荷载作用下的动力响应和破坏形态问题。文中首先进行了跨度为1202mm，矢高为248．7mm的K8型单层球面网壳模型试验，实测了该模型在冲击荷载作用下的动力响应及破坏的全过程，得出了落锤冲击力对网壳作用的时程曲

2、线、杆件轴力响应时程曲线，网壳动力失稳的模态以及破坏的形式。同时，利用实测的冲击力对试验模型进行了动力稳定性的仿真研究，通过跟踪计算描绘了壳顶节点的荷载一位移曲线，依据B—R准则，得到了冲击网壳失稳的临查堕垄王盔堂亟主堑基笙堂焦监塞界荷载。通过与试验结果的比较表明：杆件轴力的仿真结果与试验结果有较好的一致性，网壳失稳的临界荷载也较为吻合。其中，试验中临界荷载为2383N，仿真结果为2200N。在总结试验研究的基础上，本文进一步对40米跨度的K8单层球面网壳进行了冲击荷载作用下的动力仿真计算研-究。通过和其静力特

3、性的比较，研究了冲击荷载作用下结构的弹性和弹塑性响应特征，以及冲击荷载作用下的破坏过程和机理。关键词：K8单层球面网壳，冲击荷载，模型试验，计算机仿真，动力响应，动力稳定DYNAMICANALySISoFSINGLE．LAYERRETICULATEDSHELLSUNDERIMPACTABSTRACTToday,thedynamicresponsesofstructuresunderimpacthavebeenahotresearchtopicincivilengineeringfield．Inthispaper

4、,thedetaileddynamicresponseofK8single-layerreticulatedshellsunderimpacthasbeenstudiedwimFEMsoftwareLS—DYNA．Atthesametime，theexperimentalinvestigationonatestmodelhasbeenperformed．Thetime-historycurvesofimpactloads，membersaxialforceresponses，dynamicinstability

5、modeanddestroystylehavebeenobtainedthroughthemodeltest．Meantime，thestaticanddynamicstabilitybehaviorsofthetestmodelhavebeenanalyzedwithFEMsothvare．Andthecalculatedmemberaxialforces，theP．△CHI"VCS盔匾型王丕堂亟±鲤塞生堂堕邀andthecriticalloadofdynamicinstabilityofthetestmod

6、elhavebeenobtained，whichareidenticalwiththeresultsoftest。Forexample，theexperimentaldynamiccriticalloadoftestmodelis2383N，anditscalculatedvalueis2200N．Basedon．theexperimentalinvestigation，aK8single—layerreticulatedshellwith40mspanhasbeenanalyzed．Troughthecalc

7、ulation,thestaticanddynamic(elasticandin．elastic)characteristicsoftheshellhavebeenobtained．Troughthemodeling，thedestroyprocessandmechanismofthesingle．1ayerreticulatedshellunderimpacthasbeeninvestigated．KEYWORDS：K8single-layerreticulatedshell，impactload，model

8、test，computermodeling，dynamicresponse，dynamicstability第一章绪论1结构冲击理论与结构动力响应研究的进展(1)结构冲击理论的研究进展冲击现象随处可见，由冲击事件引发的悲剧屡见不鲜。’特别是交通领域，例如，运载火箭、飞机、船舶、车辆及工程机械等，在其运行时经常受到冲击荷载的作用，-一对结构、机械、安装设备及周围的环境及生命产生巨大的危害