冲击作用下钢护筒复合桩塑性区形成及迁移机制

为探究钢护筒复合桩在冲击作用下塑性区形成和迁移机制,基于经摆锤冲击试验验证的钢护筒复合桩船舶撞击数值模型,通过对比钢护筒复合桩(SCC桩)和普通钢筋混凝土桩(RC桩)塑性区产生和发展的异同,以及不同钢护筒尺度下基桩塑性区的形成和分布规律,深入分析了钢护筒复合桩在冲击荷载作用下塑性区域的产生和演化情况,探索了钢护筒长径比和厚径比对基桩塑性区域的影响规律。研究表明,钢护筒缩短了冲击作用下基桩的塑性区发展时间,使同种桩基中不同桩身位置的塑性区的产生部位趋于一致,增加了基桩参与受力的范围;钢护筒入土深度的增加和厚度的减小均导致基桩塑性区域向钢护筒包裹段转移,厚度偏小的钢护筒容易在冲击荷载作用下产生局部屈曲,导致基桩远离冲击侧也产生塑性区。

冰块冲击作用下CRTSⅢ型无砟轨道板损伤及变形数值模拟分析

为研究附着在高速列车底部的冰块脱落后对高速铁路轨道板等基础结构造成的冲击损伤影响,采用光滑粒子-有限元耦合(SPH-FEM)方法,利用数值模拟软件LS-DYNA建立冰块冲击CRTSⅢ型板式无砟轨道的动力有限元分析模型,分析冰块冲击荷载作用下无砟轨道变形和损伤特征及其演化过程,探讨冰块半径、冲击速度和冲击角度对轨道板变形和损伤的影响。结果表明:圆柱形冰块垂直冲击轨道板时,会在其表面形成碗状凹坑,最大凹陷深度位于冲击中心附近,凹坑直径与冰块直径相当,凹坑边缘分布环形裂纹;模型最大凹陷深度和失效单元个数均随冰块半径和冲击速度的增大而增大,但会随冲击角度的增大而减小,冲击角度从0°增加至15°时降低最为显著,最大凹陷深度和失效单元个数分别减小89%和80%;当冰块半径从30 mm增加至60 mm时,最大凹陷深度从0.079 mm增至0.139 mm,失效单元个数从36个增至973个;当冲击速度由40 m·s^(-1)增至100 m·s^(-1)时,最大凹陷深度和失效单元个数由0.014 mm和0个分别增至0.079 mm和36个。研究成果可为冰雪天气高速列车限行及轨道板寿命评估提供参考。

巷道内双爆源瓦斯爆炸冲击作用特性数值模拟研究

为研究巷道内双爆源瓦斯爆炸冲击波对巷道壁面结构的损伤特性,利用ANSYS/LS-DYNA建立巷道双爆源瓦斯爆炸模型,对双爆源瓦斯爆炸作用下巷道内冲击波超压传播以及有效应力进行了分析,并测定了发生双爆源瓦斯爆炸时巷道内轴向压力的变化和对称切面围岩位移情况,研究成果表明:巷道内双爆源冲击波之间的相互作用使得巷道内的冲击波压力情况与单爆源时有着较大区别,发生双爆源瓦斯爆炸的巷道轴向各位置将会出现两次压力峰值,第一次压力峰值的大小与该处离近爆源的距离呈负相关,而第二次压力峰值的大小与该处离两爆源间冲击波碰撞面的距离呈负相关,巷道内双爆源的冲击波碰撞前后压力峰值并非简单的叠加而是急剧攀升;通过观察巷道内发生双爆源瓦斯爆炸时对称切面各处的壁面响应情况,由此可知在巷道发生双爆源瓦斯爆炸的安全设计中应该注重隅角与顶板处的防护。研究结果可为巷道结构的安全设计提供理论参考。

墩顶水平冲击作用下承插式桥墩动力响应研究

为研究墩顶水平冲击作用下承插式预制桥墩的动力行为,对一承插式构件进行冲击试验。基于ANSYS/LS-DYNA对冲击试验进行有限元模拟,并通过试验结果验证了有限元模型的精确性。在此基础上,通过数值模拟的方法分析冲击作用下承插式桥墩的内力(剪力和弯矩)变化规律和损伤机理,并探讨了冲击质量、冲击速度、承插深度以及接缝强度对桥墩动力响应的影响。结果表明:在初始接触阶段,桥墩的截面剪力和弯矩时程曲线出现明显振荡;相较于墩身顶部,墩身底部截面剪力和弯矩响应峰值出现具有滞后性。在墩顶位移峰值时刻,构件内力分布规律与在静载作用下的结果类似,即剪力沿墩身(不包含桥墩承插部分)呈矩形分布,弯矩近似呈三角形分布;在冲击荷载作用下,承插式桥墩的最大弯矩出现于墩身底部,而最大剪力截面位于桥墩承插段,构件的损伤主要表现为墩身底部的弯曲损伤和承插段的弯剪损伤。随冲击质量和冲击速度的增加,冲击力、构件的剪力、弯矩和塑性变形响应均有所增大;相比冲击质量而言,冲击速度对冲击力峰值的影响更为显著。增加承插深度以及接缝强度可提高构件刚度,从而减小桥墩的水平位移,但会增大构件弯矩响应。研究成果可为承插式桥墩的抗冲击设计提供参考。

突然断线对输电塔线体系的冲击作用研究

突然断线使处于绷紧状态的输电线张力迅速释放,塔线体系将受到动力冲击作用,但设计规范仅按静态荷载来考虑断线荷载。以某输电线路为例,采用有限元方法建立塔线体系模型,进行断一根至六根子导线工况的模拟,并考虑跌落导线与地面的碰撞。分析发现,断子导线的根数越多,或者越接近断线点,直线塔绝缘子的摆动幅度越大,峰值轴力也越大。导线断线将产生两个极大的冲击作用,一个是导线断裂产生的冲击,另一个是跌落导线与地面碰撞产生的冲击。

侧向冲击作用下钢管混凝土构件的简化分析模型

对两端固定的钢管混凝土构件在冲击作用下的动力响应进行数值模拟,通过分析构件支座与跨中"塑性铰"形成机制及特征,提出了圆钢管混凝土构件在侧向冲击作用下的简化分析模型.一系列工况的比较与验证表明,简化分析模型估算结果与数值模拟结果误差较小,该模型在估算跨中、支座动态截面极限弯矩以及跨中截面最大挠度方面,可以得到比较满意的计算结果,可为工程提供参考.

冲击作用下快响应光纤探针研究

为满足在特殊的环境条件下对冲击波速度、飞片速度等冲击波物理参数的精密测量要求 ,开发了一种快响应光纤探针技术。该光纤探针由一根一端镀膜的梯度石英光纤和一根金属套管构成。在测量爆轰波、飞片和冲击波到达时间的实验中 ,可达到纳秒甚至亚纳秒的时间响应。实验证明该技术是一种可靠的。

冲击作用下钢筋混凝土框架抗连续倒塌数值模拟

为研究冲击作用下钢筋混凝土框架结构的抗连续倒塌性能,采用有限元软件LS-DYNA对两个单层、四个三层钢筋混凝土框架在冲击荷载作用下的抗倒塌性能进行了数值模拟分析,计算过程中主要改变了框架梁的纵筋配筋率,对比分析计算了冲击作用下各框架的内力、位移以及破坏过程等。分析结果表明:冲击作用下,各框架梁均经历了明显的拱效应与悬索效应受力阶段,且配筋率越低,拱效应越明显;框架抗倒塌能力与框架梁配筋率有关,配筋率高的楼层承载能力较强,耗能能力较大,框架空腹作用能提高多层框架结构承载能力。基于数值计算结果,分析了框架结构在冲击作用下的抗倒塌能力以及加强措施。

侧向冲击作用下圆钢管混凝土构件的数值模拟分析

首先利用LS-DYNA程序对一圆钢管混凝土构件落锤冲击试验进行数值模拟;然后对1根两端固支的钢管混凝土构件在侧向冲击作用下的动力响应进行分析,模拟过程中混凝土采用能较好模拟复杂试验结果的CONCRETE_DAMAGE_REL3模型,钢管采用随动硬化模型,同时通过共用节点方法模拟钢管和混凝土之间的相互作用,通过面面接触方式模拟冲击体与构件之间的接触作用;最后对两端固支的钢管混凝土构件在不同条件下的动力响应进行比较和分析,得到了冲击体动能、冲量对构件变形、支座和跨中内力的影响。结果表明:试验结果与数值模拟结果符合较好,采用该数值模拟方法可以很好地模拟圆钢管混凝土构件在侧向冲击荷载作用下的动力响应。

非线性波浪对结构物的冲击作用

以紊流运动方程——雷诺时均方程为控制方程，基于流体体积法（ＶＯＦ）对浪溅区结构物所受的波浪冲击作用进行了数模研究．入射波为椭圆余弦波，采用三阶迎风差分格式来离散控制方程的对流项，加入了ｋ－ε紊流模型及在近壁区应用壁函数．通过对不同波浪参数、结构物尺度、结构物与静水面的距离等情形的数值计算成果的比较分析，得到了非线性波浪对结构物底面的冲击压力分布特征。

强夯冲击作用的能量问题

以结构动力学理论研究得到的强夯边界问题解答为基础 ,采用能量积分的方法 ,获得了夯击能量吸收效率问题的理论解。论证了夯击效能和夯击因素的关系 ,以及夯击因素的限制条件。对选锤提出实用建议。对强夯能量分配问题提出一些新的看法。

热冲击作用下花岗岩力学特性及其随冷却温度演变规律试验研究

相同高温状态花岗岩在不同冷却温度介质中热冲击下的力学特性不同。热冲击作用下花岗岩的力学强度主要取决于内部热冲击破裂裂隙的密度和数量,其决定因素为热冲击速度和热冲击因子,与热冲击温差没有绝对的相关性。采用自主研制的岩石热冲击破裂试验台对青海共和盆地花岗岩进行热冲击破裂处理,测试其抗压强度、抗拉强度、黏聚力、内摩擦角等宏观力学参数,研究热冲击作用下花岗岩的宏观力学性质及其随冷却温度的演变规律。研究结果表明,(1)相同加热温度的花岗岩,经不同温度冷却介质热冲击破裂后单轴抗压强度、抗拉强度、黏聚力随着冷却介质温度的升高呈现降低趋势,内摩擦角随着冷却介质温度的升高而升高;(2)不同温度恒温水中热冲击下花岗岩的单轴抗压强度和抗拉强度呈有规律的劣化趋势,600℃花岗岩经100℃水热冲击处理后其抗压强度和抗拉强度仅为250℃是经20℃水热冲击作用后的30%;(3)黏聚力随着热冲击破裂程度的加剧呈减小趋势,内摩擦角呈明显增大趋势;(4)热冲击非定常传热对花岗岩力学性质具有劣化作用,干热岩地热人工热储的建造和井筒稳定性控制都需要考虑热冲击作用下花岗岩的强度随冷却介质温度的演变规律。

不规则波对浪溅区结构物冲击作用的试验研究——频域分析

对不规则波对浪溅区结构物的冲击作用实验结果进行了谱分析研究。给出了不同试验组次的结构物底面所受波浪冲击压力的谱分析结果,得到了结构物底面所受波浪冲击压力的谱矩m0沿结构物底面的分布规律,讨论了入射波波要素和结构物底面距静水面的相对高度s H1 3对作用于结构物底面的冲击压力谱矩m0,avg.的影响,给出了平均冲击压力谱矩m0,avg.与统计分析的压力特征值Pc的关系。

底层框架柱在黏性泥石流冲击作用下的性能分析

基于显式动力分析有限元程序LS-DYNA,建立了钢筋混凝土框架结构底层柱的三维模型,讨论了黏性泥石流冲击作用下底层框架柱的动态响应及损伤扩展过程。计算结果表明,在泥石流冲击作用下,底层框架柱的破坏过程分别由接触响应段、稳定响应段以及回弹响应段三个阶段组成,钢筋混凝土框架底层柱的破坏形式为弯剪型。

钢框架节点局部断裂冲击作用实验研究

对钢框架节点在强烈地震或极端荷载情况下因突然断裂引起的冲击作用进行了研究.讨论了断裂冲击值与断裂位置内力释放值的对应关系,通过单质点模型分析了冲击反应的量值范围,考察了冲击反应峰值与冲击作用时间和断裂发生后体系自振周期之比的关系.设计并实施了钢材单轴断裂和模型框架节点断裂两种实验,验证了采用具有高频采样能力的测试设备准确测取断裂过程中结构反应的可行性,揭示了节点瞬间断裂仍然包含渐进性和局部性两项特点.对节点瞬间断裂引起的冲击反应进行了初步的数值评估.

船舶管路系统弹性支承在冲击作用下的位置优化设计

在强冲击作用下 ,船舶的管路系统会发生剧烈的振动 ,从而导致管路系统的破坏。本文拟采用不同边界条件的直梁模型 ,模拟管路系统 ,利用等效最优控制特性法建立系统的状态方程 ,进而得到直梁模型在多约束情况下的动态响应。经过对该模型冲击作用后在持续性周期荷载、随机荷载作用下的振动响应优化分析指出 ,合理布置弹性支承位置可以有效的避开共振区 ,改善弹性支承的减振效果。本文所得图表和结论对于管路系统弹性支承的位置设置提供了理论上的参考依据。

冲击作用下单体两自由度系统耦合非线性振动分析

针对加速度冲击作用下单体两自由度系统的非线性振动问题 ,推导了耦合非线性振动方程组 ;采用Runge Kutta法对方程组进行了数值求解 ,得到了一些有价值的结论 。

球粒陨石的冲击作用与热释光特征研究

测定了我国部分球粒陨石的自然热释光峰温、峰半高宽度和灵敏度， 强冲击型陨石的热释光灵敏度偏低，峰温、峰半高宽温度则偏高。岩庄陨石属天然冲击球粒陨石，具有强烈的冲击特征。测定岩庄陨石两种不同颜色冲击脉体的热释光，其强度明显地不一样，并发现该陨石的热释光具有β辐照诱发热释光位移和退火热释光位移现象。冲击作用明显地改变着热释光的各种特性。

破碎波冲击作用下沉箱式防波堤振动-摇摆运动分析

文中建立了沉箱式防波堤弹性振动 -摇摆运动分析模型 ,可对破碎冲击作用下防波堤的弹性振动 -摇摆运动过程进行数值摸拟。研究了摇摆运动对防波堤位移、转角、滑移力和倾覆力距的影响。结果表明 ,当倾覆力距大于防波堤的稳定力矩时 ,防波堤并不一定发生倾倒破坏 ;只有当防波堤摇摆运动转角大于倾倒的临界角时 ,防波堤才会发生倾倒破坏。而且摇摆运动可有效减小防波堤的滑移力和倾覆力矩。故在极限设计破碎波浪条件下可考虑允许防波堤出现摇摆运动 ,以实现更为经济的结构设计。

网络营销对实体经济的冲击作用仿真分析

对网络营销对实体经济的冲击作用进行分析,在研究实体经济抗冲击性方面具有重要意义。传统的冲击作用分析方法,主要通过提取网络营销特征进行分析,忽略了实体经济自身存在的特征带来的影响,导致存在冲击作用分析不准确、效率低的问题。提出一种新的网络营销对实体经济的冲击作用分析模型。上述模型先统计出在互联网与引领下的网络营销快速发展对经济社会带来的显著影响因素,描述网络经济与实体经济关系及并存发展可行性,在此基础上提取网络营销本质特征,将网络营销的网页、产品、价格和促销等策略引入实体经济中,组建网络营销对实体经济的冲击作用模型。以2005年一季度至2010年四季度我国网络经济代表变量及实体经济固定资产投资的数据为样本,仿真证明,网络营销对实体经济的冲击作用较大。