对钢管混凝土抗剪试验ABAQUS建模.ppt

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1、组会报告导师：王文达史艳莉学生：何佳星2016年3月23日主要内容文献综述数值模拟遇到问题近期计划一、文献综述张望喜等(2006)[1]在轻气炮试验装置上对8个钢管混凝土柱模型进行了冲击试验，并利用LS-DYNA有限元计算软件对实验过程进行了数值模拟。结果表明，冲击荷载作用下试件残余变形、应变变化直接与弹体冲击速度有关;装夹部位设在试件中部更能真实的模拟试件受力的真实情况。张晨等(2007)[2]针对钢管混凝土构件，利用ANSYS软件建立有限元模型模拟现有试验，计算结果和试验结果吻合较好。之后采用该模型对钢材强度、混凝土强度及构件截面含钢率等参数进行有限元分析，得出各个因素对构件抗冲击能力

2、的不同影响结果。王蕊等(2008)[3]利用落锤冲击试验机对3组套箍系数分别为1，1.15和1.9的两端简支钢管混凝土进行侧向冲击实验。基于实验研究结果，建立了局部变形和整体变形的计算公式，其理论计算的跨中挠度值和实验结果较为吻合，并为临界破坏冲击能的计算提供了方法。任够平等(2008)[4]利用落锤式冲击试验机对不同壁厚和约束情况的26根钢管混凝土构件进行了不同落锤下落高度的侧向冲击实验，测定了试件的跨中最终挠度随冲击能量E、套箍系数ξ、约束类型的变化数据，并采用ANSYS/LS-DYNA程序模拟了跨中最终挠度和挠曲线，模拟结果与试验结果吻合较好，为后继研究打下基础。李珠等(2009)[

3、5]利用落锤式冲击试验机对3组不同壁厚两端固定钢管混凝土构件分别进行了不同落锤下落高度侧向冲击下的冲击实验，揭示了套箍系数和冲击能对两端固定钢管混凝土构件的临界冲击能的影响，为进一步研究奠定了基础。温媛媛、刘亚玲(2009)[6]通过落锤冲击实验，对固简支钢管混凝土柱在侧向冲击荷载作用下的动力响应问题进行了研究，分析了钢管壁厚、落锤冲击高度对最大冲击力、冲击力作用时间及构件挠度值等因素的影响，为钢管混凝土构件耐撞性能的研究提供了依据。王洪欣等(2010)[7]采用落锤冲击实验和有限元方法对空心钢管混凝土构件的抗侧向冲击性能进行研究，结果表明：提高材料的强度、加强构件的边界约束可以提高构件的

4、抗冲击性能，而空心率的增大降低了构件的抗冲击性能。余敏、查晓雄(2011)[8]采用有限元方法对实心和空心钢管混凝土构件在侧向落锤冲击作用下的试验进行模拟及验证，得出了汽车撞击荷载及构件的耐撞性随着空心率变化的规律，并给出汽车冲击力的计算方法。侯川川等(2012)[9]建立钢管混凝土试件在冲击荷载下的有限元计算模型，并用落锤冲击实验的试验结果对有限元模型精度进行验证。在此基础上，采用该模型分别对冲击能量、构件截面含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度等主要参数进行参数分析，得出了各个因素对构件抗冲击能力的不同影响结果。陈建平等(2012)[10]基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件，对两端固

5、支钢管混凝土柱在横向冲击荷载作用下的落锤冲击试验进行仿真模拟，得出横向冲击荷载下两端固支钢管混凝土具有良好的塑性变形能力和较好的抗冲击力学性能的结论。李立军、王蕊(2012)[11]对两端固定约束下同一壁厚的钢管混凝土构件在五种不同冲击高度下进行落锤冲击试验，试验结果表明：对于壁厚较大的试件，其冲击力时程曲线主要经历冲击力迅速加载、平台值和卸载三个阶段；随着冲击能量的增加，构件的动力响应越明显。于璐、徐亚丰(2012)[12]利用ABAQUS软件对4根十字形钢管混凝土芯柱构件在侧向冲击作用下的动力响应进行了模拟和分析比较。结果表明，对于两端固支、固简、简支和悬臂四种约束情况，随着约束的减弱

6、，构件的最大位移逐渐增大；而随着约束的增强，构件的稳定性越来越好。张晨、徐勋倩(2011)[13]利用冲击试验机对24根两种不同壁厚的钢管混凝土构件进行轴向冲击实验，并利用ANSYS-DYNA对钢管混凝土短柱抗冲击的性能进行有限元分析。研究表明：构件受力时，外围钢管的应力远远大于内部混凝土的应力;试件应力、应变时程曲线表现出典型弹塑性材料的性质，数值增加到最大值后递减，最终形成残余应力、应变。章琪等(2013)[14]利用ABAQUS对钢管混凝土结构受压承载力及受侧面撞击后的变形进行了模拟分析，数值模拟结果与已有试验结果吻合较好，之后用准静态计算方法给出构件受撞击后剩余受压承载力的拟合计算

7、公式，拟合公式对工程实际有一定的参考价值。小结可以看出，目前对于钢管混凝土等结构形式在冲击荷载下的力学性能已经展开了一些相关的研究工作，包括试验研究和理论研究。理论研究主要包括数值模拟和简化模型。很多研究者建立了相关的有限元模型，并采用试验数据对模型的精度进行了验证。但对于钢管混凝土构件的冲击问题中还有待进一步深入研究。特别是内配型钢的钢管混凝土构件，作为一种新型组合构件，已经在工程实践中得到应用，但现有实验中对这种类型