文档介绍：摘要在当前和平与发展的时代,恐怖主义也在蔓延,恐怖爆炸活动对和安宁造成了很大的威胁,无论是在防护结构还是在工业、民用建筑结构中,通常都需要考虑爆炸冲击荷载的作用,研究结构在爆炸冲击荷载作用下的动力响应成为工程领域中十分重要的课题。本文选取了复杂结构中一种最基本的构件一混凝土板,对其在爆炸荷载作用下的响应进行了研究分析。由于混凝土是一种多孔的脆性材料,在浇注、成形初期不可避免地会存在着毛细孔、空隙及材料的裂隙等缺陷,即存在初始损伤,在外界因素作用下,特别是爆炸荷载作用下,混凝土中的裂隙会迅速劣化,形成新的损伤,损伤积累到一定程度时,混凝土体中将出现宏观裂缝,最后宏观裂缝扩展交织直至混凝土体完全破坏,同时混凝土还是一种率敏感性材料。所以在分析爆炸作用对板的影响时考虑损伤和应变率效应是非常有必要的,本文对爆炸荷载作用下考虑损伤和应变率效应时的混凝土板进行了理论分析和数值模拟,主要成果包括以下几个方面:提出了问题研究的意义,概述了爆炸荷载作用下混凝土板的研究现状以及混凝土损伤力学的研究现状和研究发展趋势,对空气爆炸的基本概念以及混凝土损伤理论和损伤损伤弱化和应变率强化效应的中点挠度作了理论分析,得出了如下结论:随着折合距离的不断增大,荷载峰值不断减小,板的挠度也在不断减小;考虑应变率效应时的挠度比不考虑时的小,%;考虑损伤时板的挠度比不考虑时的要大,相差%.ィ涣秸叨伎悸鞘卑宓哪佣缺攘秸叨疾豢悸鞘币P。嗖甇%,可知考虑应变率效应和损伤效应是很有必要的。应用有限元软件疞瓺员荷载作用下的混凝土板进行了数值模拟,建模时采用实体单元,材料模型为挪牧螶,并采用简化的指数形式的爆炸荷载,文中比较分析了不同折合距离下混凝土板的各特殊部位节点的蛭灰啤⑺俣取⒓铀俣和刃вαΦ鹊谋浠媛桑治隽嗽诓煌酆暇嗬胧卑宓哪芰亢纳⑻卣骱退鹕俗况。得出了当折合距离约为甇时,爆炸荷载对混凝土板的影响可以忽略不计,板的损伤从板的边缘开始的结论。通过对理论计算和数值模拟结果进行对比,可知二者在一定模型作了简单总结和比较。利用能量解析法,对固支混凝土方板在爆炸荷载作用下考虑范围内具有很好的一致性。
这些工作为进一步研究爆炸荷载作用下考虑损伤和应变率效应时的混凝土板奠定关键词:爆炸荷载,损伤,板,能量解析法,数值模拟了基础,也为工程实践提供了依据。Ⅱ
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论文作者签名:参弓虹嘲年洹踘щ钊导师签名:』竺论文作者签名:舌一芝厶司年弧諦论文知识产权权属声明论文独创性声明本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为长安大学。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第一章绪论选题的依据和意义课题的研究现状研究结构在爆炸荷载作用下的动力响应是工程领域中十分重要的课题。在对飞机、舰船、坦克等作战平台以及建筑结构进行安全性防护设计时,为使设计的结构能够有效地抵抗爆炸荷载的作用,必须了解爆炸荷载作用下结构的响应问题。大多数结构是由板、壳、梁等基本构件组成,这些基本构件受到爆炸荷载作用时,常常产生大的塑性变形,或发生局部或整体的断裂破坏而导致结构失去其原有功能。因此,研究这些基本构件在爆炸荷载作用下的动力响应,对预测结构的塑性变形,提高结构的抗爆能力具有重要的工程应用价值。特别是板的塑性变形响应及破坏具有更广泛的研究意义。混凝土结构或构件在爆炸荷载作用下的特性研究一直是抗爆设计研究的热点。在荷载作用下混凝土的变形过程是一个微裂纹萌生、发展直至破坏的过程,这是个复杂且的响应能够造成应力剧增,特别是在损伤区和围绕裂纹或缺陷的局部区域表现得尤为显著。实际上在损伤区内,材料的微观结构由于损伤的出现和增长已显著的从非损伤状态发生了变化,造成了材料特性变化。因而,损伤结构构件的动力响应明显的不同于非损伤情况。另外,混凝土材料还是一种率敏感性材料,随着应变率的增加其强度会有明显的提高,因此本文选取了复杂结构中一种最基本的构件—板,考虑损伤弱化效应和应变率强化效应对其在爆炸荷载作用下的动力响应进行分析,这对结构的抗爆和防护以及生命力的估计具有一定的参考价值。上世纪年代以来,解析的能量理论一直是分析简单结构绨濉⒘在爆炸作用下永久变形的行之有效的方法。根据外荷载所做的