结构钢动态本构模型与方形高强CFST构件抗侧向冲击性能
发布时间：2021-04-26 03:44
冲击,作为一种偶然作用,具有低频多发、危害性大的鲜明特征,已成为绝大多数重大土木工程结构、防撞围护结构、国防抗爆与防恐设施等必须考虑的作用形式。随着高强度材料和高性能构件的快速发展与应用,高强钢管混凝土以其承载力高、延性好、经济绿色等优势,成为城市大型建筑物与构筑物、大跨度桥梁、国防基础设施等主体受力构件的优选形式。在此背景下,开展高强钢管混凝土在冲击作用下的动态力学性能研究,对于确保重大土木工程结构和特殊结构在偶然作用下的安全性至关重要。本文以结构钢动态力学性能、方形高强钢管混凝土在侧向冲击作用下的动态力学响应为主要科学问题,主要工作与取得成果如下:（1）开展了高速拉伸、霍普金森压杆SHPB合计12组36次动态试验,并结合S690高强结构钢准静态拉伸试验,获得了低、中、高应变率范围内S690钢的实测应力-应变关系曲线。基于动态屈服强度、动态极限强度以及真实应力-塑性真实应变关系曲线,分析S690钢的应变率效应并给出了相应的动力增大系数DIF。针对S690高强结构钢,提出了三组适合不同工况的应变率效应模型,即:中等应变率下基于Cowper-Symonds（C-S）和Johnson-Co...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：212 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 相关课题研究现状
1.2.1 材料动态力学性能研究
1.2.2 高强钢管混凝土构件静、动力性能研究
1.2.3 钢管混凝土构件抗冲击性能研究
1.2.4 文献概述及存在的主要问题
1.3 本文的主要研究内容
第2章 S690高强结构钢动态力学性能研究
2.1 引言
2.2 试验概况
2.2.1 材料
2.2.2 试样尺寸与制备
2.2.3 试验设备与原理
2.3 试验结果及分析
2.3.1 准静态试验
2.3.2 中应变率试验
2.3.3 高应变率试验
2.4 应变率效应模型
2.4.1 C-S模型
2.4.2 J-C模型
2.4.3 M-J-C模型
2.5 本章小结
第3章 不同强度结构钢动态力学本构模型
3.1 引言
3.2 结构钢的动态试验数据库
3.2.1 数据库建立
3.2.2 数据库完善
3.3 动态力学本构模型
3.3.1 动态应力-应变关系
3.3.2 动态屈服强度
3.4 本章小结
第4章 方形高强钢管混凝土侧向冲击试验研究
4.1 引言
4.2 试验概况
4.2.1 试验设计
4.2.2 试件制备
4.2.3 材料性能
4.2.4 试验设备与试验过程
4.3 试验结果与分析
4.3.1 冲击过程
4.3.2 破坏模态
4.3.3 冲击力
4.3.4 变形
4.3.5 能量吸收
4.4 本章小结
第5章 方形高强钢管混凝土侧向冲击有限元分析
5.1 引言
5.2 有限元模型与验证
5.2.1 模型建立
5.2.2 材料模型
5.2.3 模型验证
5.3 动态力学本构模型差异的影响
5.3.1 模型概况
5.3.2 钢材动态本构模型构建
5.3.3 有限元结果与分析
5.4 全过程分析
5.4.1 模型概况
5.4.2 无轴力工况
5.4.3 轴力-侧向冲击耦合工况
5.5 本章小结
第6章 方钢管混凝土构件动力响应研究与侧向冲击承载力计算方法
6.1 引言
6.2 动力响应参数分析
6.2.1 参数情况
6.2.2 参数分析结果
6.2.3 参数分析总结
6.3 冲击承载力计算方法
6.3.1 现有抗冲击设计方法
6.3.2 基于m-v-n相关关系的冲击承载力计算方法
6.4 本章小结
结论
参考文献
附录Ⅰ 以往研究中结构钢动态力学性能试验数据
附录Ⅱ 方钢管混凝土构件m-v-n相关关系数据
附录Ⅲ 基于Light GBM框架的机器学习Python程序
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：3160666
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：212 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 相关课题研究现状
1.2.1 材料动态力学性能研究
1.2.2 高强钢管混凝土构件静、动力性能研究
1.2.3 钢管混凝土构件抗冲击性能研究
1.2.4 文献概述及存在的主要问题
1.3 本文的主要研究内容
第2章 S690高强结构钢动态力学性能研究
2.1 引言
2.2 试验概况
2.2.1 材料
2.2.2 试样尺寸与制备
2.2.3 试验设备与原理
2.3 试验结果及分析
2.3.1 准静态试验
2.3.2 中应变率试验
2.3.3 高应变率试验
2.4 应变率效应模型
2.4.1 C-S模型
2.4.2 J-C模型
2.4.3 M-J-C模型
2.5 本章小结
第3章 不同强度结构钢动态力学本构模型
3.1 引言
3.2 结构钢的动态试验数据库
3.2.1 数据库建立
3.2.2 数据库完善
3.3 动态力学本构模型
3.3.1 动态应力-应变关系
3.3.2 动态屈服强度
3.4 本章小结
第4章 方形高强钢管混凝土侧向冲击试验研究
4.1 引言
4.2 试验概况
4.2.1 试验设计
4.2.2 试件制备
4.2.3 材料性能
4.2.4 试验设备与试验过程
4.3 试验结果与分析
4.3.1 冲击过程
4.3.2 破坏模态
4.3.3 冲击力
4.3.4 变形
4.3.5 能量吸收
4.4 本章小结
第5章 方形高强钢管混凝土侧向冲击有限元分析
5.1 引言
5.2 有限元模型与验证
5.2.1 模型建立
5.2.2 材料模型
5.2.3 模型验证
5.3 动态力学本构模型差异的影响
5.3.1 模型概况
5.3.2 钢材动态本构模型构建
5.3.3 有限元结果与分析
5.4 全过程分析
5.4.1 模型概况
5.4.2 无轴力工况
5.4.3 轴力-侧向冲击耦合工况
5.5 本章小结
第6章 方钢管混凝土构件动力响应研究与侧向冲击承载力计算方法
6.1 引言
6.2 动力响应参数分析
6.2.1 参数情况
6.2.2 参数分析结果
6.2.3 参数分析总结
6.3 冲击承载力计算方法
6.3.1 现有抗冲击设计方法
6.3.2 基于m-v-n相关关系的冲击承载力计算方法
6.4 本章小结
结论
参考文献
附录Ⅰ 以往研究中结构钢动态力学性能试验数据
附录Ⅱ 方钢管混凝土构件m-v-n相关关系数据
附录Ⅲ 基于Light GBM框架的机器学习Python程序
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：3160666
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3160666.html
