缓冲器对钢筋混凝土桥墩撞击性能影响的试验研究

采用落锤冲击实验装置,进行钢筋混凝土桥墩模型在侧向撞击荷载下的动力性能试验,研究在桥墩模型表面设置缓冲器对试件撞击动力响应的影响。比较了不同缓冲器的缓冲效果,分析了影响桥墩模型冲击裂缝扩展和破坏模式的主要因素,研究了冲击能量和试件峰值动力响应及撞击体平均冲击力的关系。试验证明,所设置的缓冲器可以较大程度地减少构件的冲击动力响应,对撞击区受压钢筋峰值压应变可降低74.60%,受压混凝土峰值压应变可降低54.69%,受拉钢筋峰值拉应变可降低63.02%,跨中峰值位移可降低57.73%,抗开裂冲击能增加180%,撞击体的平均冲击力可降低78.59%。研究结果表明,经合理设计的缓冲器具有高效的缓冲作用,可用以提高桥墩的抗撞能力。

高温作用下钢管混凝土构件侧向撞击性能

通过耦合ABAQUS有限元软件中的隐式静态分析和显示动态分析,提出钢管混凝土构件在火灾与撞击联合作用下的数值计算方法,分别对已有钢管混凝土构件的温度场试验、火灾下轴向撞击试验和常温下侧向撞击试验进行数值模拟,以验证本文方法的合理性。在此基础上建立了钢管混凝土构件在不同温度下的侧向撞击有限元模型,分别对不同温度下的挠度和撞击力时程曲线进行对比,采用极值后平均撞击力和吸能系数对高温作用下构件的抗侧向撞击性能进行量化分析,并分析了600℃下构件撞击全过程。结果表明:温度对钢管混凝土构件的侧向撞击性能影响明显,随着温度升高,构件跨中挠度大幅增加,撞击时程变长;高温下构件的撞击力时程曲线与常温下差异明显,高温下曲线可分为震荡阶段、下降阶段和卸载阶段;构件主要通过整体弯曲变形吸收落锤的动能,随着温度升高,极值后平均撞击力和吸能系数逐渐降低,表明构件的抗撞击性能逐渐降低,当温度超过400℃后,构件抗撞击性能损失严重。

一种新型吸能装置的轴向耐撞击性能分析

基于传统吸能元件薄壁圆管的结构形态及其功能型要求,给出了一种端部带翻转模的新型吸能装置。在薄壁圆管直径和长度给定的前提下,通过改变翻转模诱导半径和管壁厚度,诱发了圆管在轴向冲击荷载下的四种变形模式,并对其中翻转变形模式进行了深入分析,考察了应变率、惯性效应和几何参数对其耐撞击性能的影响规律。有限元计算结果表明,发生翻转变形模式的薄壁圆管荷载-位移历程较平稳,总效率较高,具有较优异的轴向耐撞击性能;材料的应变率效应、翻转模半径与管壁厚度之比(r/t)、管壁厚度与圆管直径之比(t/D)对撞击荷载有较大的影响,而圆管自身的惯性效应对撞击荷载的影响较小。数值模拟结果为耐撞击结构部件的设计提供了参考依据。

不同构型吸能元件的轴向抗撞击性能分析

在传统薄壁方管的基础上,结合结构形态及其功能型要求,给出了多胞元吸能元件构型。利用三维有限元模型对重量相等的不同构型结构进行了碰撞数值分析。考察了结构材料的应变率效应对吸能元件的吸能能力的影响。通过比较撞击过程中吸能元件所吸收的能量、变形模式等发现:多胞元方管表现出良好的抗撞击性能。数值模拟结果为今后抗撞击结构部件的设计和改进提供了参考依据。

内置钢骨形式对混凝土桥墩撞击性能影响研究

为研究内置钢骨形式对混凝土桥墩撞击性能的影响,进行了内置角钢、槽钢、钢管3种钢骨形式的混凝土桥墩模型水平撞击试验,得到撞击力时程曲线、位移时程曲线、钢材和混凝土的应变时程曲线。对内置不同钢骨形式的桥墩模型受撞各阶段的力学性能进行了对比分析,并运用力学方法计算了钢骨形式对混凝土桥墩撞击性能的影响。研究结果表明：钢骨形式对混凝土桥墩的撞击性能有一定影响;在相同撞击能量下,内置钢管混凝土桥墩的侧向变形较内置槽钢和内置角钢混凝土桥墩的侧向变形小;内置槽钢和钢管对墩底混凝土压应变增长有较大的抑制作用;内置钢管混凝土桥墩的破坏斜裂缝条数多且分布较宽,延性较好,抗撞击承载力较高。对桥墩底部斜裂缝区的混凝土主压应力和应变计算分析表明,不同钢骨形式改变了桥墩截面几何特性参数,影响了混凝土主压应力值;在相同配钢率情况下,内置钢管混凝土桥墩的墩底混凝土主压应力比内置角钢混凝土桥墩的墩底主压应力减小了24.54%;内置钢管混凝土桥墩的应变放大系数比内置角钢混凝土桥墩放大系数小。试验和计算分析均证实了内置钢管的混凝土桥墩具有较好的抗撞击性能。

建筑幕墙耐撞击性能试验及其重要性

建筑幕墙耐撞击性能表示建筑幕墙抵抗外来冲击的能力,是建筑幕墙的重要性能指标之一。本文对建筑幕墙耐撞击性能试验的原理方法以及重要性进行了一些探讨和浅析。

火灾作用后钢管混凝土构件侧向撞击性能研究

建立火灾作用后钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)构件的侧向撞击数值模型以分析构件的抗撞击性能,并对模型的准确性进行了验证。分别对比了不同受火时间后构件的跨中挠度、撞击力和截面弯矩时程曲线,分析了受火后构件的弯矩和剪力分布形态。通过吸能系数和火灾后动态弯矩提高系数对受火后构件的抗撞击性能进行量化分析,并给出构件跨中最大挠度的计算公式。结果表明,受火时间对构件的跨中挠度、撞击时程、撞击力和截面弯矩影响明显。随着受火时间增加,构件的跨中挠度大幅增加,撞击时程变长,且外钢管与混凝土各自承担的动态极限弯矩之比增大。惯性力对构件弯矩和剪力分布的影响主要在峰值阶段,该阶段弯矩和剪力的分布形态明显改变。受火后构件的破坏形式为整体弯曲变形,构件主要通过整体变形耗散落锤的动能。此外,构件的撞击力平台值、截面动态极限弯矩、吸能系数和火灾后动态弯矩提高系数均随着受火时间增加而降低,表明构件抗撞击性能和抗弯能力降低,公式计算的最大挠度与模拟结果吻合良好。

CFRP加固火灾作用后圆钢管混凝土构件的侧向撞击性能研究

建立了火灾作用后和碳纤维增强复合材料(CFRP)加固受火后圆钢管混凝土构件的侧向撞击数值模型,通过不同试验分别验证了模型的准确性。分析了加固受火后构件的撞击全过程,对比了构件的撞击力、跨中挠度和截面弯矩。对构件的抗撞击承载力和抗弯承载力,塑性变形和吸能能力,以及内力分布与发展进行了分析,并给出构件在撞击荷载作用下跨中最大挠度简化计算公式,最后讨论了CFRP加固方式对受火后构件撞击性能的影响。结果表明:采用CFRP加固受火后构件的撞击力平台值和平均截面弯矩提高,跨中挠度和撞击持续时间明显减小,CFRP加固对构件的抗撞击性能和抗弯能力提升显著;构件的抗撞击承载力、抗弯承载力和吸能能力随着受火时间的增加逐渐降低;构件在跨中产生不同程度的塑性变形,其主要通过形成塑性铰吸收能量;在峰值阶段构件的弯矩和剪力分布形态与相应静态荷载作用时差异明显,但在平台阶段时其分布形态与静态荷载作用时一致;简化计算公式可以很好地计算构件撞击后的跨中最大挠度,CFRP加固方式对受火后构件的抗撞击性能影响明显。

外包钢板对钢筋混凝土桥墩撞击性能影响的试验研究

分别进行了普通钢筋混凝土桥墩和外包钢板混凝土桥墩在车辆碰撞作用下的动力性能模型试验,通过实测撞击力时程、桥墩的加速度以及钢筋的应变时程响应并进行对比分析,研究了外包钢板对提高桥墩防撞能力的效果。研究结果表明,外包钢板混凝土墩柱的车辆撞击力、撞击部位的加速度均小于普通钢筋混凝土墩柱的相应值,桥墩根部钢筋的峰值压应变也大幅度降低,说明采用外包钢板的方法可以有效减少车辆对桥墩的撞击作用,从保护桥墩结构本身的角度来说是一种有效的方法。

内衬空八边形钢管的混凝土组合柱耐撞击性能

为研究内衬空八边形钢管混凝土组合柱的耐撞击性能,利用无导轨落锤式撞击试验机进行内衬八边形钢管混凝土组合柱耐撞击试验研究.试验过程中采用力传感器、高速摄像机记录撞击全过程中构件的撞击力时程曲线和跨中位移时程曲线.试验中观察边界条件、撞击能量、轴压比和圆钢管壁厚等因素对组合柱破坏形态与能量耗散的影响规律.试验结果表明:外包钢筋混凝土可与空八边形钢管和钢管混凝土相互协调,共同工作;在承受撞击荷载时,撞击高度对试件耗能能力的影响最为显著,边界条件次之,轴压比影响较弱,圆钢管壁厚影响最弱.

胎体结构对轮胎耐撞击性能的影响研究

针对同品牌同规格不同胎体结构的两种轿车子午线轮胎开展耐撞击性能对比研究,分别选取5条轮胎进行室内摆锤冲击试验,对轮胎撞击动能和撞击后状态进行分析。结果表明:单层帘布高反包胎体结构轮胎撞击动能明显小于双层帘布低反包胎体结构轮胎,鼓包发生率更高,耐撞击性能明显较差;胎体结构对轮胎耐撞击性能具有重要影响。

基于摆锤冲击试验的轮胎耐撞击性能研究

基于摆锤冲击试验研究轮胎耐撞击性能。结果表明:摆锤冲击试验检测结果可反映轮胎在遇到撞击时,胎侧抵抗冲击的能力;轮胎为复杂弹性体,撞击动能与鼓包高度非简单线性关系;采用摆锤冲击试验可有效检测轮胎的最小鼓包破坏能,最小鼓包破坏能越小,轮胎耐撞击性能越差。

不同累积作用方式对钢筋混凝土桥墩撞击性能的影响

为研究在相同冲击能量作用下的不同累积作用方式对钢筋混凝土桥墩的冲击性能影响,本文运用多功能超高重型落锤冲击系统,对两组1/5缩尺桥墩模型进行了水平撞击试验,并分析了试件的冲击作用、钢筋应变、试件位移等冲击响应及试件裂缝损伤。结果表明:冲击能量的累积方式对试件冲击作用、钢筋力学性能及侧向位移影响较大;试件的损伤情况不但与当次撞击能量有关,与累积撞击方式也有一定关系。

一种关于建筑幕墙耐撞击性能现场试验装置的研究

在经济快速发展的时代,全球经济、贸易及各方面技术交流更加频繁,建筑幕墙也随着这个全球化的大浪潮被引入中国。在过去的几十年里,建筑幕墙被大量应用到公共建筑、商业写字楼、住宅。在这些人流密集的区域,建筑幕墙的耐撞击性能显得尤为重要,本文就一种关于建筑幕墙耐撞击性能现场试验装置展开研究,以期能为建筑幕墙耐撞击性能现场检测提供一定的帮助。

轿车轮胎耐撞击性能试验的研究

对轿车轮胎耐撞击性能试验进行研究,探讨轮胎耐撞击性能的主要影响因素,为轿车轮胎耐撞击性能评价方法的完善提供大量有价值的数据。根据GB/T 38528—2020对轮胎耐撞击因子(f)的规定,参加摆锤撞击试验的轮胎的耐撞击性能总体达标率为66.1%;按照轮胎系列(高宽比)来确定f不够科学,轮胎断面高是耐撞击性能最重要的影响因素,建议以轮胎断面高来确定f;实车撞击与摆锤撞击试验结果相关性研究表明,摆锤撞击试验得到的f与实车撞击试验中轮胎损坏时速度之间存在一定的相关性,可以采用摆锤撞击试验方法评价轮胎耐撞击性能。

轿车轮胎耐撞击性能试验影响因素研究

基于现行双胎法轮胎耐撞击性能标准试验方法,研究轿车轮胎摆锤法耐撞击性能试验影响因素。结果表明:轮胎个体的耐撞击性能测试结果存在一定的差异,鼓包破坏能平均差为62.9 J;轮胎不同位置及累积撞击造成的鼓包破坏能测试结果平均差为37.1 J;轮胎充气压力越大,耐撞击性能越好,但不同轮胎的耐撞击性能随充气压力变化的趋势不同;轮胎与摆锤的撞击外倾角越大,轮胎越容易鼓包;悬挂摆锤接触轮胎与接触轮辋的耐撞击性能测试结果没有显著差异,但摆锤中心对胎肩与对胎面中心测试结果差异显著。

基于ABAQUS显式动力分析建筑幕墙耐撞击性能

随着GB/T 38264—2019《建筑幕墙耐撞击性能分级及检测方法》的正式实施,相较于GB/T 21086—2007《建筑幕墙》中规范性附录F,对耐撞击性能的检测制定了明确的分级与检测方法,其中软重物撞击装置的轮胎数量由两个调整为三个。本文通过现场实验和ABAQUS显式动力分析研究建筑幕墙软重物撞击装置的变化对幕墙试件耐撞击性能的影响,对比分析试验数据和模拟数据,发掘准确实施检测的评价指标。

既有RC防撞墙可持续修复及抗撞击性能研究分析

本文通过建立有限元的方法，对修复后的RC防撞墙进行抗撞击性能分析。将实验过程中的影响因素分为两类。内在因素和外在因素。其中内在因素为防撞墙的修复层厚度，外在因素为车辆的碰撞角度。分别分析探讨各种因素影响下修复后的RC防撞墙的抗撞性能。

《轿车轮胎耐撞击性能评价》等橡胶行业新制修订国家标准批准实施

2020年3月6日,国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布公告(2020年第1号),173项新制修订国家标准和2项国家标准修改单批准实施,其中涉及橡胶及相关行业的《轿车轮胎耐撞击性能评价》等9项标准及修改单(见表1)将从2021年2月1日开始实施。

受火后内配型钢方钢管混凝土构件抗侧向撞击性能试验研究

为了研究火灾后内配型钢钢管混凝土构件的抗侧向撞击性能,进行了9个受火后构件的侧向撞击试验,考察了受火时间、撞击高度、边界条件对构件破坏形态和撞击响应的影响。分析了受火后构件的温度场、撞击过程、破坏形态、撞击力时程、挠度发展和能量吸收,基于等效塑性铰模型给出侧向撞击下构件跨中最大挠度的简化计算方法。试验结果表明:火灾后内配型钢方钢管混凝土构件在侧向撞击下发生整体弯曲破坏,表现出较好的抗撞性能。与未受火内配型钢的构件相比,受火60 min后构件所受撞击力平台值下降23.9%,跨中最大挠度和撞击持续时间分别增大38.2%和41.5%。随着撞击高度从1.0 m增加至2.6 m,受火后构件跨中最大挠度增加114.7%,撞击力平台值提高14.2%。在钢管混凝土中配置型钢可以显著提高构件所受撞击力平台值,减小构件的破坏程度和跨中挠度,内配型钢对受火后构件的抗撞击性能提升更显著。