冲击荷载下圆弧拱的非线性动力屈曲研究

发布时间：2024-07-02 03:40

　　由于高强高性能材料的推广应用,拱的整体结构表现为轻柔细长,在冲击荷载作用下容易发生动力屈曲,而冲击荷载作为一种偶然荷载,往往携带了巨大的冲击能量,具有很强的突发性和破坏性,瞬间作用就可能使得拱发生屈曲破坏。由于冲击荷载是实际环境中常见的荷载形式,其对结构的作用不容忽视,但目前结构设计中对冲击荷载的影响还考虑不足,结构存在一定的安全隐患。同时,在某种特殊的工程结构中,拱的动力屈曲又是可以被利用的,如微机电系统中可利用拱的屈曲变形达到开关闭合的目的。因此,研究冲击荷载作用下拱的动力屈曲行为有着重要的工程背景和现实意义。为了完善拱的动力屈曲研究,揭示拱的动力屈曲机理,本文以圆弧拱为研究对象,采用理论推导、数值仿真计算和模型试验相结合的研究方法,对跌落冲击和阶跃冲击作用下拱的动力屈曲行为展开研究,考虑了约束条件、温度效应和几何缺陷等因素对各向同性拱动力屈曲的影响,总结了冲击荷载下各向同性拱的动力屈曲规律,最后将研究拓展到一种新型的功能梯度石墨烯增强复合材料(Functionally Graded Graphene Platelets Reinforced Composites,FG-GPLRC...

【文章页数】：207 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1拱结构在各类工程结构中的应用

拱的构造日趋轻柔细长，其屈曲问题显得尤为突出，而拱在服役期间常常样的使用环境，多种环境因素耦合作用容易诱发拱的屈曲行为，拱一旦发其后果是很严峻的。但是，在某种特殊的情况下，拱的屈曲特性又是可以在微机电系统中可以利用拱的屈曲变形达到开启关闭的目的。由此，拱的程应用中备受广大研究学者....

图2-35金属拉伸试验及试样

图2-35金属拉伸试验及试样图2-36铝合金应力-应变曲线表2-2铝合金型材拉伸试验结果

图2-38固定拱脚支撑台墩

图2-38固定拱脚支撑台墩c仪：（a）测力传感器；（b）激光位移传感器据理论推导获得试验动力屈曲临界荷载冲击高度Hcr=E/Qcr；（2）调整压力传后平衡清零传感器，设置一个较大的

图2-39传感器与采集仪：（a）测力传感器；（b）激光位移传感器；（c）动态信号采集仪

63图2-39传感器与采集仪：（a）测力传感器；（b）激光位移传感器；（c）动态信号采集仪试验过程：（1）根据理论推导获得试验动力屈曲临界荷载解析解Qcr，并由初始高度势能E不变求得临界冲击高度Hcr=E/Qcr；（2）调整压力传感器和激光位移传感器的测量目标为试....

本文编号：3999630