国家自然科学基金(51278208)
- 作品数：22 被引量：111H指数：7
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- 两点异步内爆炸单层球面网壳的动力响应和防爆方法
- 目前大跨空间结构在多点爆炸荷载作用下的研究主要集中在同步爆炸,但是生活中没有严格的同步爆炸,结合课题组的研究进展,本文对球面网壳两点异步爆炸进行研究。通过应用LS-DYNA有限元软件建立了单层球面网壳结构数值模型,确定了...
- 孙少峰
- 关键词：单层球面网壳爆炸冲击波动力响应防爆方法
- 支承形式对正放四角锥网架抗火性能的影响被引量：3
- 2013年
- 采用ANSYS非线性有限元分析软件,建立正放四角锥网架在高大空间火灾作用下的热-结构耦合有限元计算模型.考虑边界不同支座弹簧刚度的影响,对该模型在火灾均匀温度场中的全过程反应进行数值模拟计算,同时研究均匀升温条件下杆件的内力变化情况.结果表明:采用不同支承形式时,无论法向弹簧刚度多大,周边支承形式的网架结构临界温度均最高,具有更优越的抗火性能;采用同种支承形式的正放四角锥网架时,其法向弹簧刚度越大,临界温度越高;在升温过程中,法向弹簧刚度大小对同一上弦杆内力影响较小;均匀升温条件下,各上弦杆件内力呈现出由角部向跨中先减小后逐渐增大,沿网架边界由角部向中间逐渐减小的变化趋势,随着弹簧刚度的增大,内力最大杆的位置由角部转移到跨中.
- 孙伟建高轩能张惠华
- 关键词：正放四角锥网架抗火性能弹簧刚度温度场数值模拟
- 复杂建筑结构环境下冲击波超压的快速估算方法被引量：1
- 2021年
- 为解决复杂建筑结构环境下,冲击波模拟成本与计算精度之间的矛盾,提出利用低成本建模提取超压,再通过修正获得高精度超压的快速估算方法.首先,通过建模分析入射超压的模拟误差,给出精细网格密度下限值λlim;然后,进一步大量建模,对超出λlim限值的粗网格模拟超压进行修正,并拟合出超压修正系数公式;最后,利用修正系数进行超压估算与验证.研究结果表明:超压模拟误差随着网格密度的增大而减小;利用低成本粗网格建模模拟并加以修正后获得的估算超压值与理论值、试验实测值的误差较小;粗网格模型估算超压值的计算精度与高成本精细网格模型相当.
- 陈鑫高轩能高轩能
- 关键词：修正系数
- 带内树状支承柱单层球壳的优化分析被引量：1
- 2016年
- 采用遗传算法和拟满应力法,以结构总质量为目标函数,杆件截面积为离散变量,对某带内树状支承柱单层球壳实际工程进行优化分析.通过在强度、杆件稳定和刚度等约束条件下,对优化结果的比较分析及对优化后的球壳结构的几何非线性全过程整体稳定性分析,使设计方案更加经济合理.算例结果表明:刚度条件对球壳结构优化起控制作用,杆件稳定和结构整体稳定性不可忽视;对带内树状支承柱单层球壳结构,要使结构设计方案经济合理,进行优化分析和方案比较是必要的.
- 高健高轩能
- 关键词：单层球壳遗传算法
- 空间高度对球面网壳结构内爆炸响应的影响被引量：6
- 2017年
- 基于修正后的Johnson-Cook材料模型,应用ANSYS/LS-DYNA建立K8型单层球面网壳计算模型,对内爆炸下不同空间高度的结构爆炸响应进行计算和分析。首先,分析结构内爆炸冲击波传播规律,验证模型参数选取的可行性;其次,讨论内爆炸作用下球面网壳的动力响应,对比分析不同本构模型对爆炸响应的影响;最后,定义下部支承结构所围体积占结构所围总体积的比值为空间高度系数,讨论空间高度系数对墙面未开洞和墙面开洞球面网壳动力响应的影响。结果表明,爆炸冲击波在球面网壳结构角部有汇聚效应,与反射冲击波共同作用,严重影响球面网壳结构的动力响应;对于墙面未开洞的球面网壳,爆炸响应受反射冲击波影响较大;对于墙面开洞的球面网壳,爆炸响应受空间高度系数影响较大。基于研究结果给出了球面网壳结构在内爆炸下防爆和抗爆设计的合理空间高度系数建议值。
- 高轩能付诗琪
- 关键词：球面网壳内爆炸动力响应冲击荷载
- 爆炸冲击波数值模拟及超压计算公式的修正被引量：16
- 2014年
- 应用LS-DYNA有限元程序建立2,4,6-三硝基甲苯(TNT)炸药爆炸的数值模型并进行空爆数值计算,结合常用的经验公式,验证计算模型及参数取值的可信性.基于以上研究,提出冲击波超压修正计算方法,以各经验公式加权平均值作为参考,对数值模拟结果进行修正.结果表明:早期常用的经验公式与数值模拟计算结果分别处于爆炸冲击波超压的中下位值及下限值,均存在低估爆炸冲击波的危险.通过修正计算方法修正后的冲击波超压,可以作为爆炸冲击波超压的中位值.
- 吴彦捷高轩能
- 关键词：数值模拟冲击波
- 单层球面钢网壳结构在内爆炸作用下的动力响应被引量：7
- 2015年
- 采用LS-DYNA程序建立了单层球面钢网壳的内爆炸数值模拟计算模型.应用所建模型,对单层球面钢网壳在内爆炸作用下的动力响应进行了数值模拟计算,分析讨论了炸药TNT量、矢跨比和爆炸点位置等参数变化对结构动力响应的影响.结果表明,在内爆炸作用下,单层球壳结构的最大位移和最大应力响应随TNT量的增加而增大,最大应力响应的增幅小于最大位移;最大位移和最大应力响应随矢跨比的增大呈非线性减小,矢跨比大、跨度小的结构防(抗)爆炸波的能力较强.数值结果还揭示,邻近结构支座1/4跨度范围内的偏心爆炸对结构最为不利,进行防爆和抗爆设计时,应按偏心爆炸效应选取设计控制参数.
- 高轩能李超江媛
- 关键词：钢结构冲击波动力响应
- 无伸缩缝桥梁荷载横向分布系数的有限元分析被引量：8
- 2013年
- 建立ANSYS模型模拟整体式桥台无伸缩缝桥梁,比较半波正弦荷载、均布荷载和集中荷载3种不同的加载方式对荷载横向分布影响线(ILTLD)的影响,对比分析挠度、内力2种不同物理量荷载横向分布系数m c,分析无伸缩缝桥梁m c沿桥跨的变化规律,讨论了无伸缩缝桥梁由于内横梁对桥面系刚度贡献引起的荷载横向分布变化。与传统简支桥梁、无伸缩缝斜交桥对比分析荷载的横向分布,同时,通过试验验证了FEA的准确性、可行性。试验和分析结果发现:在无伸缩缝桥梁中,可以采用单位集中荷载下挠度的ILTLD来研究荷载横向分布规律;无伸缩缝桥梁的荷载横向分布较简支梁更加均匀;FEA计算结果和试验模型的测试结果吻合良好,并可以在全桥跨近似取值m=m c。
- 李秀芳吴锐福
- 关键词：桥梁工程无伸缩缝桥梁荷载横向分布系数
- 马场坪收费站汽车爆炸破坏的数值模拟分析被引量：7
- 2012年
- 应用LS-DYNA有限元程序建立马场坪收费站在汽车爆炸作用下的数值计算模型,对空间网架结构在爆炸作用下的冲击波超压、破坏过程和破坏模式进行了数值模拟计算。提取网架结构内表面有限测点的爆炸冲击波超压并将其进行本征正交分解(POD),得到冲击波压力场的显性表达和主本征模态。对模拟计算结果与收费站实际破坏情况进行比较分析,揭示了空间网架结构的爆炸破坏机理和原因。数值结果表明,LS-DYNA非线性有限元模型与POD法的结合,能够准确地模拟空间网架结构在爆炸作用下的破坏过程和模式,充分泄爆可以防止空间网架结构在爆炸作用下的破坏倒塌,避免人员损伤。提出在空间网架结构的抗爆和防爆设计中,应采取"强结构弱围护"的设计原则。
- 高轩能刘颖杨维英
- 关键词：空间网架泄爆本征正交分解
- 大空间钢网壳穹顶的内爆炸冲击波超压计算
- 2013年
- 为研究内爆炸作用下冲击波在大空间穹顶结构内的传播规律、超压峰值及其对结构的作用,采用通用有限元LS-DYNA程序,考虑炸药空中爆炸和大空间结构特性,建立炸药在大空间钢网壳穹顶内爆炸作用下的数值计算模型,并通过已知超压计算公式验证数值结果。应用所建模型,对炸药在大空间钢网壳穹顶内爆炸的全过程演变和5种矢跨比穹顶的内爆炸冲击波压力进行了数值模拟计算与分析。结果表明:内爆炸下大空间穹顶除受到入射冲击波的冲击作用外,还可能受到反射波或复合波的多次冲击,冲击的强弱取决于反射体刚度和穹顶几何尺寸等多种因素;穹顶跨度和矢跨比对主峰值压力的大小和出现的次数有较大影响,但没有呈现出明显的规律性。最后,给出了内爆炸下不同跨度和矢跨比穹顶结构的冲击波超压计算公式,可供工程结构防爆抗爆参考。
- 谢微微高轩能江媛
- 关键词：冲击波穹顶超压
