冲击作用下H型钢梁弯扭屈曲行为数值模拟分析

发布时间：2021-05-11 08:41

　　钢结构因其强度高、自重较轻,且施工简便,经济合理等优点被广泛应用于多个建筑领域,而H型钢的应用尤其广泛。但施工及使用过程中,可能会受到诸如撞击、爆炸、地震等动力荷载的作用,一旦发生灾害变便会影响建筑的正常使用,当其发生变形过大或整体失稳时,都有可能给人类的生命安全和财产带来巨大损失,甚至会带来更加严重的损伤。因此,对于钢结构在动力荷载下的稳定性的研究,是很有必要的。本文运用有限元分析软件Workbench ANSYS/LS-DYNA对四种不同工况的H型钢梁受冲击作用后的挠曲变形进行数值模拟分析,并与试验结果进行比较,其模拟结果与试验结果吻合良好,说明该数值模拟方法具有可行性。并在此基础上,进一步对钢梁的跨中侧向位移曲线做了比较分析,说明双跨约束H型钢梁在侧向冲击荷载下也会发生侧向弯扭屈曲。还对6种不同冲击速度情况下H型钢梁的动力响应进行数值模拟,得出当冲击速度很小,冲击能量未达到钢梁的临界冲击能量时,钢梁仅发生弯曲变形,当冲击速度逐渐增大,冲击能量达到钢梁的临界冲击动量时,会激发钢梁的侧向弯扭屈曲。为了更合理地分析H型钢在冲击荷载作用下的侧向弯扭屈曲行为,本文对H型钢进行数值模拟时合理... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 应力波理论
        1.2.2 关于静载作用下钢梁弯扭屈曲的研究
        1.2.3 关于冲击荷载的结构响应国内外研究现状
        1.2.4 冲击荷载作用下钢梁的侧向弯扭屈曲研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 动力屈曲基本理论与钢材的应变率效应
    2.1 引言
    2.2 材料受冲击作用力学性能
    2.3 动力屈曲基本概念及分类
    2.4 动力屈曲的特点及其特征量
    2.5 动力屈曲的判定准则
    2.6 结构动态屈曲问题的实验技术
    2.7 钢材的应变率效应
    2.8 本章小结
第3章 冲击荷载下双跨约束H型钢梁弯扭屈曲数值模拟分析
    3.1 引言
    3.2 ANSYS Workbench/LS-DYNA程序介绍
    3.3 试验简介与模型建立
        3.3.1 试验简介
        3.3.2 模型建立
    3.4 模拟结果与试验结果对比分析
        3.4.1 梁沿跨度方向挠曲线对比
        3.4.2 钢梁跨中位移时间历程曲线比较
    3.5 冲击过程
    3.6 冲击作用后钢梁最终变形模态
    3.7 跨中节点侧向位移时间历程曲线比较分析
    3.8 不同冲击速度下的动力响应
    3.9 本章小结
第4章 冲击荷载下H型钢参数改变对弯扭屈曲的影响分析
    4.1 引言
    4.2 分析模型
    4.3 板件宽厚比对H型钢弯扭屈曲的影响
        4.3.1 腹板高厚比
        4.3.2 翼缘宽厚比
    4.4 不同梁长对H型钢弯扭屈曲的影响
        4.4.1 不同长度情况下H型钢梁动力响应分析
    4.5 边界约束条件
        4.5.1 不同边界条件下H型钢梁动力响应分析
    4.6 本章小结
第5章 不同冲击作用下H型钢侧向弯扭屈曲参数分析
    5.1 引言
    5.2 冲击能的改变对H型钢弯扭屈曲的影响
        5.2.1 冲击体质量的改变
        5.2.2 冲击体速度的改变
        5.2.3 速度与质量的耦合影响
    5.3 冲击位置的改变对H型钢梁弯扭屈曲的影响
        5.3.1 H型钢梁整体变形模态
        5.3.2 不同冲击位置下H型钢梁的位移分析
    5.4 冲击位置靠近翼缘边部时对钢梁侧向弯扭屈曲的影响
        5.4.1 H型钢梁整体变形模态
        5.4.2 不同冲击位置下H型钢梁的位移分析
    5.5 冲击角度的改变对H型钢梁弯扭屈曲的影响
        5.5.1 H型钢梁整体变形模态
        5.5.2 冲击力时程曲线对比分析
        5.5.3 不同冲击角度下H型钢梁的位移分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3181108