單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究.pdf

1、大跨度空間結(jié)構(gòu)由于其優(yōu)美的造型和合理的受力體系得到了良好的發(fā)展和應(yīng)用，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為其一類主要結(jié)構(gòu)體系，廣泛應(yīng)用于會(huì)展中心、航站樓、大型影劇院、大型倉儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等重要的建筑工程領(lǐng)域。
　　雖然沖擊荷載屬于偶然荷載，但由于自然災(zāi)害、近年來恐怖事件發(fā)生次數(shù)的增加以及隨科技發(fā)展不斷增多的飛行物等因素影響，建筑結(jié)構(gòu)遭受沖擊荷載的可能性不斷增加。9.11事件的發(fā)生，引起了人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的關(guān)注。上世紀(jì)80年代，一架輕型飛機(jī)墜入巴西圣保羅某

2、建筑的屋頂網(wǎng)架，也證明了空間結(jié)構(gòu)遭受沖擊荷載作用發(fā)生破壞的可能性。
　　為了盡可能降低網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)受沖擊荷載作用時(shí)所造成的損失，本文利用有限元軟件ANASYS/LS-DYNA結(jié)合試驗(yàn)研究，對(duì)單層球面網(wǎng)殼在沖擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)以及抗沖擊性能進(jìn)行分析研究，具體內(nèi)容包括:
　　1.介紹了進(jìn)行單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究所需要的基本理論。包括動(dòng)態(tài)屈曲準(zhǔn)則、幾何大變形效應(yīng)、應(yīng)變率相關(guān)本構(gòu)方程、動(dòng)力學(xué)分析方法等內(nèi)容，針對(duì)進(jìn)行沖擊分析所采用

3、的ANSYS/LS-DYNA軟件，介紹其使用的顯式計(jì)算方法、顯式分析單元、動(dòng)態(tài)接觸算法、材料模型等。并依據(jù)已有理論準(zhǔn)確建立了60m跨的K6型單層球面網(wǎng)殼有限元模型。
　　2.基于結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)屈曲理論中的B-R運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)則，定義了結(jié)構(gòu)的臨界沖擊動(dòng)能概念，作為結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的一個(gè)具體體現(xiàn)，結(jié)合沖擊動(dòng)力響應(yīng)，對(duì)K6型單層球面網(wǎng)殼的沖擊響應(yīng)規(guī)律和動(dòng)力特性進(jìn)行了研究。根據(jù)K6網(wǎng)殼在不同參數(shù)沖擊荷載作用下的最終變形和破壞狀態(tài)，定義了4種典型的沖擊響應(yīng)