基于压电陶瓷的圆钢管混凝土短柱冲击应力监测模拟研究

《基于压电陶瓷的圆钢管混凝土短柱冲击应力监测模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2017年第7期（总第333期）混凝土理论研究Number7in2017（TotalNo.333）ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10.3969/j.issn.1002-3550.2017.07.009基于压电陶瓷的圆钢管混凝土短柱冲击应力监测模拟研究管文强，刘向东，李召，杜国锋（长江大学城市建设学院结构工程与防灾研究所，湖北荆州434023）摘要：为研究压电陶传感器在实时监测结构冲击应力方面的可行性，将压电陶瓷片置于圆钢管混凝土短柱中部截面处，利用有限元软件ABAQUS在冲击荷载作用下对圆钢管混凝土短柱进行仿

2、真数值模拟，并将试验结果与仿真模拟结果进行对比，验证了模拟过程中建模及参数选取的正确性。同时通过命令流获取的压电陶瓷片电压值及其理论灵敏度值反推出核心混凝土内部的应力，将此结果与对应点模拟得到的应力值进行分析，最终两者呈线性分布；同时将此应力值与放置混凝土块模拟出的应力值对比分析，得到增幅大体一致的应力时程曲线。研究结果表明，利用压电陶瓷片可以较好地监测冲击作用下核心混凝土内部时变应力。关键词：压电陶瓷；冲击荷载；圆钢管混凝土短柱；数值模拟中图分类号：TU528.01文献标志码：A文章编号：1002-3550（2017）07-0035-05

3、SimulationstudyonimpactstressmonitoringwithembeddedpiezoceramicforconcretefilledsteeltubularshortcolumnsGUANWenqiang，LIUXiangdong，LIZhao，DUGuofeng（InstituteofStructuralEngineeringandDisasterReduction，SchoolofUrbanConstruction，YangtzeUniversity，Jingzhou434023，China）Abstract

4、:Inordertostudythefeasibilityofpiezoelectricceramicsensorinrealtimemonitoringofstructuralimpactstress，itsnumericalsimulationwereconductedwiththepiezoelectricceramicchipplacedinthemiddlesectionofthecircularsteeltubeconcreteshortcolumnbytheuseofABAQUS.Comparedtheexperimentre

5、sultswiththesimulationresults，thecorrectnessofthesimulationintheprocessofmodelingandparameterselectionisverified.Atthesametime，thestressofthecoreconcreteisintroducedbythevoltagevalueofthepiezoelectricceramicchipanditstheoreticalsensitivityvalue，thestressvaluesobtainedfromt

6、heresultsofthesimulationandthecorrespondingpointwereanalyzed.Comparedandanalyzedthestressvaluewiththestressvalueofthepiezoelectricceramic，thestresstimehistorycurveisobtained.Theresultsshowthatthestressofthecoreconcretecanbewellmonitoredbythepiezoelectricceramicchip.Keyword

7、s:piezoelectricceramic；impactload；concretefilledsteeltubularshortcolumns；numericalsimulation管、钢筋混凝土短柱在轴心冲击荷载下进行了试验分析，0引言发现钢管混凝土承载能力有显著的提高，且具有抵抗快速钢管混凝土结构具有承载力高、抗震性能好、经济性荷载作用的能力和较好的延性；张望喜等[4]采用轻气炮试好的优点，在高层、超高层建筑和大跨桥梁中广泛应用。国验装置进行了8个钢管混凝土柱模型的冲击试验以及模内外专家对钢管混凝土结构力学性能进行了广泛和深入拟分析计

8、算，结果表明，冲击荷载作用下试件应变变化、残的研究，取得很多成果。但现有的研究大部分还集中在钢余变形直接与弹体冲击速度有关。现有的国内外钢管混凝管混凝土结构的静力性能和抗震性能方