浅论k8型单层网壳在撞击荷载作用下的动力响应研究

《浅论k8型单层网壳在撞击荷载作用下的动力响应研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号Y788§23太原理工大学密级硕士学位论文题目英文并列题目DynamicResponseResearchOllK8Si咄一LayerReticulatedDomereader]mpact学号：专业：研究方向：结构工程钢结构职称：论文提交日期!塑!笪副教授学位授予单位：杰匿堡王盔堂地址：出亘：盔堕太原理工大学丕堕型王丕堂亟主堑壅尘堂焦堡塞K8型单层网壳在撞击荷载作用下的动力响应研究摘要土木工程结构在地震、风、海浪等自然灾害荷载以及人为灾害荷载作用下失效机理和性态控制的数值模拟问题，是现代社会发展的重要科学技术

2、问题。其中网壳结构在撞击作用下的动力响应(特别是动力稳定)，是空间杆系结构动力分析的核心问题之一。本文以K8型单层网壳为对象，利用有限元程序ANSYS／Ls—DYNA开展该类结构在撞击荷载作用下的动力响应研究。首先，针对在落锤撞击下的K8型单层网壳实验模型的实验过程开展了计算机模拟分析，对撞击力形态及其持续作用时间、轴力响应过程和失稳模态的实验结果和计算结果进行了对比分析。并研究了撞击荷载作用下单层网壳动力失稳判别的具体方法，根据该判别方法确定了该模型的弹性、弹塑性动力失稳临界动量。结果表明：模型在壳顶竖向撞击荷

3、载作用下，动力失太原理工大学硕士研究生学位论文稳的临界动量实验值与弹塑性材料模型、弹性材料模型的计算值之比约为：1：2．75：5．5。然后，对跨度为40m的单层网壳结构在以一定初速度的自由落体撞击作用下的撞击力、节点位移、加速度等动力响应问题进行了计算分析，同时根据其动力响应对其弹塑性撞击稳定问题进行了判定，并进一步研究了不同跨度、矢跨比和杆件截面等参数变化对撞击动力稳定性的影响。结果表明：跨度40m、矢跨比为117、杆件截面为中114×3的网壳撞击失稳的临界动量为1872．2kgm／s；跨度40m、杆件截面为中

4、114X3、矢跨比分别为117、1／5和1／3的网壳撞击失稳临界动量的比值为1：1．32：1．60；跨度40m、矢跨比为117、杆件截面分别为中108×3、巾114×3、巾121×3的网壳撞击失稳的临界动量比值为l：1．15：1．34；矢跨比为1／5、杆件截面为由114×3、跨度分别为40m、50m和60m的网壳撞击失稳的临界动量比值为1：0．85：O．81；网壳撞击失稳时其特征节点的位移时程、残留位移值和节点运动的加速度时程，撞击力时程和持续时间等特征参数在同一时间都突然发生了显著改变，说明网壳动力失稳时其响应

5、特征参数都会产生一致性突变。II盔丛型兰丛堂堕±堑壅生堂焦监塞本文还以跨度40m、矢高比1／7、杆件截面中114×3的K8型单层网壳结构为对象研究了三角形脉冲荷载作用范围为满跨、三环以内、二环以内布置时，荷载作用时间为5ms和50ms时，荷载作用形式为三角形脉冲和矩形脉冲时对网壳结构动力稳定性的影响。结果表明：满跨布置荷载的动力稳定临界力为872．3kN／m2，三环以内布置时为721．0kN／m2，二环以内布置时为686．1kN／m2；随着荷载作用范围从壳顶逐渐向外扩大，失稳模态从以一环节点为最大位移的局部凹陷向

6、以二环、四环节点为最大位移的整体凹陷转变；荷载作用时间为50ms时的临界力只是5ms时的10．3％；矩形脉冲荷载的临界力只是三角形脉冲荷载的48．9％，但两者的失稳模态基本相同。关键词：结构工程，撞击动力响应，动力稳定性，单层网壳III丕墅堡工盔堂堡主丛窒尘堂焦迨塞DYNAMICRESPONSERESEARCHONK8SINGLE—LAYERRETICULATEDDoMEUNDERIMPACTABSTRACTThenumericalmodelingoffailuremechanismandbehaviorcont

7、rolofbuildingstructuresistheimportantproblemofscienceandtechnologyinthemodemsocialdevelopmentundertheartificialcalamityandnaturalcalamitysuchasunexpectedblast，earthquake，windandseawaveinthecivilengineering．Dynamicresponse(especiallydynamicstability)isoneofthe

8、keyproblemsofthedynamicanalysisofspatialcellularstructuresunderimpact．DynamicresponseofK8single—layerreticulateddomeisstudiedbythefiniteelementprogramANSYS／LS—DYNAinthepaperFirstofall，the