泥石流冲击荷载下带有腐蚀缺陷的圆钢管动力响应有限元分析

发布时间：2021-11-27 12:45

　　考虑到泥石流拦挡坝长时间暴露在大气环境中易被腐蚀,利用ANSYS/LS-DYNA软件对拦挡坝中带有局部腐蚀缺陷的圆钢管构件抗冲击性能进行有限元分析,通过改变腐蚀深度、冲击物质量和冲击物速度等变量,对圆钢管构件的动力响应进行有限元分析,并对带有腐蚀缺陷的圆钢管构件进行CFRP局部加固分析。结果表明:随着局部腐蚀深度的增加,圆钢管构件腐蚀表面处的变形越来越明显,产生的塑性变形区域越来越大,并且由变形耗散的能量越来越高;在冲击物动能保持不变的情况下,圆钢管构件局部腐蚀深度越大,构件产生的冲击力越小,但构件发生的位移相差不大;在冲击物速度不变的情况下,未腐蚀的圆钢管构件产生的冲击力随着冲击物质量的增加而增大,而带有腐蚀缺陷的圆钢管构件产生的冲击力先增大后减小;在冲击物质量不变的情况下,冲击物速度越大带有腐蚀缺陷的圆钢管构件产生的冲击力越大;通过CFRP局部加固可以显著提高带有腐蚀缺陷圆钢管构件的抗冲击性能。 

【文章来源】：安全与环境工程. 2020,27(05)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

混凝土格栅坝

在混凝土格栅坝研究的基础上,越来越多的学者采用钢材代替了混凝土材料,因此钢构格栅坝应运而生(见图2)。钢构格栅坝包括型钢制作的平面格栅坝和用钢管、组合钢构件制作的立体格栅坝。钢构格栅坝既发挥了格栅坝拦、排的作用,又克服了混凝土的缺点,以其安装方便、无需养护、工期短等优点备受青睐,国内外已将其应用于工程实践中。随着钢构格栅坝的不断应用与发展,研究其在大气腐蚀情况下的抗冲击性能是非常有价值的,同时也对钢构格栅坝在工程实践中的应用有一定的促进作用。

金属腐蚀的破坏形态主要分为两大类:全面腐蚀和局部腐蚀,见图3。其中,全面腐蚀又可称为均匀腐蚀,指的是整个金属表面都有腐蚀分布,且表面各个部分的腐蚀速度基本相同。均匀腐蚀的腐蚀量虽大但危险性较小,只需在工程实际中采取合理的防护措施,便可进行有效的防护。局部腐蚀的腐蚀范围主要集中在金属表面的某些区域,其余大部分区域几乎不腐蚀,且形态多样,可分为点腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀等。局部腐蚀的腐蚀量较小,腐蚀分布很不均匀,但危险性较大,易使钢结构发生突发性的破坏,故本文只对带有局部腐蚀缺陷的圆钢管进行泥石流冲击荷载下的动力响应分析。2. 2 圆钢管的大气腐蚀深度

【参考文献】：
期刊论文
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[3]钢管混凝土在两次侧向冲击下的动力响应分析[J]. 王宇,钱旭东.  建筑结构. 2018(22)
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硕士论文
[1]钢管在海洋环境中腐蚀后抗冲击性能研究[D]. 寇超楠.烟台大学 2018
[2]圆钢管侧向冲击性能研究[D]. 张荣.哈尔滨工业大学 2013
[3]钢结构腐蚀的鉴定加固方法研究[D]. 贾勇.太原理工大学 2009



本文编号：3522317