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基于杆件破坏形式的冲击荷载下单层球面网壳失效机理分析
摘要:应用有限元软件ANSYS LS/DYNA建立60m跨度K8型单层球面网壳与圆柱形冲击物的模型并进行数值分析,得到网壳竖向变形、主要杆件受力及塑性发展三方面的结构动力响应。归纳出顶点竖向冲击荷载下网壳结构的四种失效模式:杆件损伤,杆件破坏,局部凹陷,整体凹陷。通过考察网壳杆件受力与破坏形式,得出杆件按时间顺序可能出现的三种受力状态:剪切、弯曲、拉伸,以及四种破坏形式:剪切、弯曲、拉弯、拉伸。研究发现:破坏的杆件起到将冲击物的能量传递给网壳主体的重要作用,杆件破坏形式预示其传递能量的能力,而传递的能量是决定的网壳动力响应的主要因素,更重要的是网壳的失效模式是依据最大动力响应定义的。由此,以能量传递为媒介,建立了杆件破坏形式与网壳失效模式间的对应关系。
基金:国家自然科学基金重大研究计划重点项目(90715034);
关键词:球面网壳; 冲击; 破坏形式; 失效模式; 失效机理; 动力响应; 能量;
DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2009.10.030
分类号:TU399
初设状态
关系图
结构响应示意
结构最终变形图
能量速度
应力应变图
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