泥石流块石冲击下钢框架动力响应分析

探究在泥石流块石冲击下山地地区钢框架结构建筑物的动力响应,运用显示动力学方法对5层钢框架结构计算模型进行数值模拟,分析不同速度的冲击物作用在结构不同位置时的动力响应.结果表明:在冲击物速度不变的情况下,冲击荷载作用于结构的不同位置时,其动力响应差别较大,节点处的响应明显小于梁、柱部位,边跨节点响应要大于中间跨节点;冲击物作用于节点时结构中边跨节点的材料最先进入塑性,且最容易发生破坏,而中间跨节点处相连接的3根梁受到的等效应力最大,材料最先进入塑性;通过对比沿冲击方向梁上某些单元的等效应力,可知在冲击物作用下节点处所承受的能量比梁的要大,撞击所引起的动力反应是局部性的;柱子在冲击过程中吸收的能量最多,是结构受到冲击时最容易发生破坏的部位.     

冲击荷载下固支梁弹塑性动力响应分析

为了研究在冲击荷载下固支梁的弹塑性动力响应,首先利用能量法推导固支梁在冲击荷载下动力响应的简化计算方法,将跨中挠度和冲击荷载响应作为梁动力响应的评价指标;然后通过一些算例对固支梁与简支梁的动力响应进行对比来探讨不同边界条件对受力的影响,为结构抗冲击安全设计提供指导;最后利用有限元软件ANSYS/LSDYNA模拟固支梁在外部冲击物碰撞作用下的动力响应并与解析结果进行对比,在分析时考虑材料应变率和接触变形.结果表明:提出的弹塑性动力响应判别方法、动力响应简化计算方法和评价指标都是可行的;固支梁相对于简支梁更有利于承受冲击荷载;当质量比与冲击物速度比较适中时,跨中挠度和冲击荷载响应的解析解和数值解相符较好;在相同的冲击能量下,冲击物质量和速度所占的比例不同,动力响应所经历的时间历程不同.     

泥石流块石冲击作用下钢网格结构动力响应

针对水土流失十分严重,极易发生沙砾型泥石流的沟道,根据泥石流作用下拦挡结构的承载力和水石分离的技术需要,提出受力合理的新型空间网格拦挡体系;结合实际工程的具体尺寸建立计算模型,运用显示动力学软件LS-DYNA进行数值模拟;考虑冲击物作用在结构不同位置时的动力响应,探讨该结构的动力特征.结果表明,此种类型的体系可以满足结构抗冲击的要求,满足实现水石分离的需要,并符合有效地拦挡泥石流块石的要求;结构的动力性能与静力性能差别较大,设计时应充分考虑结构的动力效应;在同一速度冲击物撞击结构不同位置时,动力响应差别较大,设计时应充分考虑结构的动力效应;结构的动力响应还受到坡度的影响.考虑到泥石流作用的随机性,计算了多冲击物作用于结构不同位置时结构的动力响应.     

高速磁悬浮车辆复合板抗冰雹冲击动力响应研究

为解决高速磁悬浮的抗冲击问题,建立了磁悬浮列车车身夹芯复合板的有限元模型和冰雹的SPH粒子模型,利用大型动力有限元分析软件LS-DYNA,模拟了列车高速行进过程中车身复合板遭受冰雹冲击的动力响应及损伤破坏问题.通过分析研究,给出了不同冲击速度下的复合结构的应力、应变计算结果,同时给出了冲击破坏模式.结果表明采用SPH方法模拟冰雹冲击行为具有合理性和准确性.      

加肋旋转壳动力响应有限元分析

用旋转壳体单元分析了加肋旋转薄壳在冲击载荷作用于的动力响应。基于Ｌｏｖｅ－Ｔｉｍｏｓｈｅｋｏ壳体理论和虚功原理建立流固耦合系统动力变分泛函。由流固联合变分建立系统动力方程，用直接发法求解结构动力响应，列出了部分算例，讨论了冲击载荷作用及流体对结构动力响应的影响。     

基于SPH-FE方法的波浪中结构物动力特性模拟研究

海工结构物在波浪荷载作用下产生动力响应,本文基于光滑粒子流体动力学-有限元(SPH-FE)耦合方法对结构物受孤立波冲击过程中表面压力分布和动力响应特性进行研究.通过溃坝模型模拟了水柱倒塌冲击结构物的过程,分析SPH模型中粒子间距对数值结果的影响,并通过与文献结果对比验证了本文数值方法的可行性.在此基础上研究水柱高度、水柱与结构物间距及结构物刚度对波浪到达时间、结构动力响应和波浪冲击荷载特性的影响.研究结果表明:在本文计算条件下,波浪到达结构物的时间与溃坝初始水柱高度关系不明显,但随水柱与结构物间距的增大而线性增加;结构物顶端位移响应幅值随水柱高度、水柱与结构物间距及结构物刚度的变化较明显;结构物所受波浪冲击荷载与水动力作用呈正相关关系;当水动力作用相同,结构刚度增大时,结构物底端所受波浪力会增大.     

叶片外物冲击损伤的数值模拟

用ANSYS软件对航空发动机叶片的外物冲击损伤进行了研究。针对叶片不同位置受到小的硬物颗粒冲击的三种典型情况,分别建立了轴对称模型和平面应力模型。模拟分析了钛合金叶片的弹塑性冲击动力响应,确定了冲击物的尺寸、形状和速度等因素对损伤的影响。     

圆柱壳在水下径向爆炸载荷下的弹塑性动力响应

基于圆柱壳与液流场相互作用的流固耦合运动条件和大挠度变形理论，研究无限长圆柱在水理爆炸冲击载荷作用下的弹塑性动力响应问题，采用对位移和作用进行Ｆｏｕｒｉｅｒ级数展开的方法来分析圆柱的弹塑性行为，有介Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法进行数值计算，得到水下圆柱壳在爆炸冲击载荷下弹塑性动力响应的规律。     

流场中环肋柱壳受径向冲量作用的动力响应

本文采用Flügge壳体理论,研究了密加肋圆柱壳在深水流场中受到径向冲击载荷作用时的瞬态动力响应;讨论了冲击载荷作用面积、水深和肋骨间距及惯性矩对环肋柱壳动力响应的影响,并与有关文献的计算结果进行了比较,表明研究壳体在流场中振动问题时必须考虑流固耦合的影响.     

深海管道在冲击载荷作用下的局部屈曲特性研究

水下落物撞击是海底管道的主要事故形式之一,而深水环境下的落物撞击是高静水压联合落物冲击载荷作用下的结构响应过程.采用LS-DYNA有限元软件建立了管道、海床数值模型,模拟外界水压和冲击载荷联合作用下结构动态响应过程,并通过全尺寸落物撞击实验结果验证了模型方法的可靠性.利用验证的模型方法,研究了外界水压对管道碰撞损伤及屈曲失稳的影响.研究表明:落物撞击主要对管道结构的初始稳定性造成影响,静水压力的附加做功加剧了管道的局部塑性变形.同时,随着外界水压增大,碰撞初始阶段的塑性变形越大,甚至在高静水压作用下发生即刻的屈曲失稳破坏.研究结果对复杂动力载荷作用下深海管道结构安全评估具有一定的参考价值.