海底混凝土配重层单层管受落物冲击损伤因素分析

对混凝土配重层单层管在落物冲击载荷作用下的屈曲破坏进行重点研究,将数值模拟结果与全尺寸管道撞击试验结果进行对比,验证仿真模型的准确性。基于上述模型,分析碰撞过程中能量变化情况及管道的最大Mises应力,并将碰撞过程分为三个阶段。针对混凝土配重层单层管受落物冲击载荷作用的情况,计算了外压作用下的管道受落物冲击载荷作用后产生的凹坑深度与混凝土配重层和单层管之间的吸能关系;在此基础上,对撞击能量、落物形状、管道埋深、运行压力、管道径厚比和混凝土配重层厚度等敏感性因素进行参数化分析,分析管道凹坑深度及配重层吸能随上述参数的变化趋势。

锚杆钻车驾驶室落物冲击仿真分析

针对锚杆钻车驾驶室在井下作业过程中存在的潜在安全性问题,对钻车驾驶室顶棚冒顶工况进行了落物冲击仿真分析。首先对驾驶室整体模型进行三维建模及结构简化,参照工程机械行业标准选定落物冲击参数,对落锤冲击下驾驶室响应进行显式动力学仿真分析。分析结果显示:落锤冲击顶棚时应力幅值迅速超过材料屈服强度,使顶棚发生塑性变形,吸收了部分冲击能量;落锤动能减小时顶棚内能增加;当顶棚产生最大变形时应变能达到最大;随着落锤反弹,动能增加,内能降低,随顶棚变形恢复应变能减小。

落物竖向冲击下PC装配式简支箱梁桥动力响应及损伤分析

为评估落物(重型货物、落石)竖向冲击下的桥梁工作性能,以跨径30 m的预应力混凝土装配式箱梁桥为对象,建立精细化结构模型并与足尺模型试验结果进行对比验证;采用显式动力分析方法对落物冲击多片式箱梁的动力响应和损伤发展过程进行分析,探讨了不同坠落冲击位置、冲击能量以及冲击角度等因素下桥梁的损伤特征和发展规律。结果表明:落物冲击作用可导致箱梁同时出现整体和局部型损伤,损伤过程可分为初始碰撞、损伤扩展和最终稳定3个阶段;横向冲击位置由中梁转至边梁,受冲击梁体的损伤逐渐严重,梁体的位移和支反力显著增长;落物冲击位置由跨中移动至支点处,破坏模式逐渐由弯曲型转变为剪切型,冲击梁体的位移和支反力逐渐减小;随着冲击能量的增加,受冲击的主梁损伤明显加重,对未受冲击的主梁损伤影响较小,钢筋应力、碰撞力、受冲击主梁支反力和位移呈增长趋势,当冲击能量超过391.9 kJ时,纵向钢筋屈服;落物角度变化会影响碰撞接触面积,接触面积减小,被冲击梁体的损伤分布区域、支反力和位移也会明显减小,但是局部接触区域的损伤更为严重;落物冲击参数对于桥梁的损伤影响明显,加固维护时需要根据其特定的损伤分布特征采取相应措施。

ZL80G装载机FOPS落物冲击动力学模拟与试验

分析了大型轮式装载机FOPS性能要求和数值仿真关键技术,提出了ZL80G轮式装载机FOPS设计方案,建立了包含车架在内的FOPS动态塑性冲击力学分析模型,确定了FOPS冲击数值模拟边界条件,进行了该装载机FOPS的标准落物冲击试验的数值模拟和实验室样机试验。结果表明二者结果吻合的较好,所研制的FOPS满足国际标准要求。

球状落体冲击条件下埋地管道力学响应行为

落物冲击易造成管道管体局部凹陷,一旦建设期埋地油气管道遭遇落物冲击,将对其后期安全运行产生严重影响。为了研究受冲击埋地管道的动力响应行为,以某埋深2 m(自管顶至地表)、Ø1016 mm×12.5 mm的管道为对象,基于显示动力学分析方法,建立了受球状落体冲击的埋地管道三维双重非线性动力响应分析模型,并探讨管道动力响应随不同影响因素的变化规律。研究结果表明:①随着冲击能增加,管道残余等效应力和凹陷变形深度均呈显著增加趋势,当冲击能为1525 kN·m时,管道最大凹陷深度可达名义管径的2.8%;②管道残余等效应力和凹陷变形随地基材料性能的改变而变化明显;③黏土适宜作埋地管道的地基材料,沙土最不适宜,砾石可以有效降低受冲击埋地管道的残余变形,但是对落物冲击正下方点管道的残余应力影响不可忽略。结论认为:①对于受冲击埋地管道,当管径与管壁厚度之比、埋深不变时,冲击能对管道残余等效应力和凹陷变形的影响最为明显,地基材料参数次之,管道钢材料参数则对其无影响;②在特殊地理区域,为有效提高管道的抗冲击能力,建议采用多种地基材料分层回填的方式。