基于移行铰理论的固支方板抗爆动力响应分析

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1、基于移行铰理论的固支方板抗爆动力响应分析摘要固支方板的塑性动力响应研究对防护结构的抗爆设计具有重要的理论意义和应用价值。本文利用移行铰理论，对刚塑性固支方板在爆炸荷载作用下的塑性动力响应进行了理论研究，并通过数值模拟和文献试验对本文理论结果进行对比，验证了移行铰理论的可行性，并确定了中点挠度公式的适用范围。主要内容如下：l、通过端部承受突加荷载的悬臂梁说明了移行铰的形成过程，并分析了移行铰的特性。2、将爆炸荷载简化为有上升段和下降段的三角形荷载，按均布荷载的形式施加到固支方板上。按照板内是否出现移行的塑性铰线，将

2、爆炸荷载分为中载和高载两种情况。研究表明，随着荷载强度的增加，固支方板在爆炸荷载作用下将出现四种运动模式，并分别导出四种运动模式下板中点的挠度公式。3、在高载情况下，固支方板在板内形成移动的塑性绞线，分析了移行铰线随时间的变化规律，并给出移行铰线位置的解析表达式，由移行铰线在转向时刻的位置确定了板中心区产生塑性变形的范围。4、利用流固耦合算法对爆炸荷载作用下刚塑性固支方板的塑性动力响应进行了多组数值模拟，通过模拟再现了炸药爆炸后，冲击波的传播过程以及固支方板的应力应变的变化过程。通过数值模拟得到的固支方板等效应力

3、变化情况与理论分析具有良好的一致性。5、从试验和数值模拟两个方面对中点挠度计算公式进行验证。分析表明，本文计算结果在前三种运动模式下与试验值和数值模拟值基本吻合。‘关键词：固支方板；塑性动力响应；移行铰理论；爆炸荷载；运动模式comparedthetheoreticalanalyseswithnumericalsimulationandliteratureexperimentalstudy,thefeasibilityofmovinghingetheoryhavebeenverified．Themainconte

4、ntsareasfollows：1、Theformationprocessandcharacteristicsofthemovinghingewasintroducedbythestudyoftheresponseofacantileverbeamsubjectedtoanimpulseloadatthefreeend．2、Theblastloadwassimplifiedtothetriangleloadwhichhasanascentportionanddescentstage，andwasexertedon

5、thesquareplatesasuniformload．Meanwhiletheloadwasdividedintohighloadandmoderateload，accordingtothemovingoftheplastichingeline．Studiesindicatethatwithincreasingloadintensity,clampedsquareplateunderblastloadingexhibitfourmotionmode，andthefinaldeflectionformulaof

6、theplatemidpointhavededucedforthefourmotionmodes．3、Inthehighloadcases，themovingplastichingelineswereformedintheclampedsquareplate．Themovinglawwasanalyzedforthemovinghingelinewiththechangeofload，andtheanalyticalexpressionsofthepositionofmovinghingelinewereobta

7、ined．Theplasticzoneneartheplatecenterwasdeterminedbytheturningpointsofthemovinghingelines．4、Thedynamicplasticresponseofclampedsquareplatesubjectedtoblastloadingisstudiednumericallybythefluid—solidcoupledmethod．Thenumericalsimulationreproducedthepropagationoft

8、heblastshockwaveandthetransientprocessofthestressandstraininplate．Theequivalentstressobtainedbythesimulationisfoundtobesimilartothoseobtainedtheoretically．5、Themid—pointdeflectionformulas