沖擊波作用下墻體材料動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來我國工業(yè)發(fā)展迅速，工業(yè)生產(chǎn)安全的預(yù)防和管理已成為國家關(guān)注的焦點(diǎn)，由于生產(chǎn)企業(yè)覆蓋的行業(yè)類別極其廣泛，其中的安全隱患巨大，而最常見、后果最嚴(yán)重的事故類型即為爆炸。爆炸事故的影響范圍極廣，可能造成的損失和傷亡無法預(yù)計(jì)，且爆炸發(fā)生后建筑墻體的坍塌可能成為對(duì)廠內(nèi)人員和設(shè)備設(shè)施造成二次重大傷害的直接來源。因此根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)類型和廠房存儲(chǔ)物品的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性，在滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)防火距離要求的基礎(chǔ)上，在企業(yè)的經(jīng)濟(jì)能力范圍內(nèi)，在廠房的設(shè)

2、計(jì)階段盡量增大抗爆距離，通過提高企業(yè)廠房墻體的抗爆性能來降低甚至避免事故發(fā)生后的二次傷害成為重中之重。
　　目前國內(nèi)外已有的研究成果，多為分析單一有限元軟件對(duì)單一材料的建筑結(jié)構(gòu)在爆炸荷載下的動(dòng)力響應(yīng)問題，或者對(duì)比分析多種有限元軟件對(duì)同一材料的建筑墻體在爆炸荷載下的動(dòng)力響應(yīng)。本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元仿真軟件，分別對(duì)兩種爆炸情景、三種墻體材料在爆炸荷載下的動(dòng)力響應(yīng)與破壞特征進(jìn)行以下相關(guān)研究：
　　1．通過對(duì)單面墻

3、體在爆炸荷載下的動(dòng)力響應(yīng)分析與破壞結(jié)果觀察，分析三種材料墻體上的應(yīng)力分布規(guī)律、超壓-時(shí)程變化曲線與壓力變化曲線的整體變化規(guī)律及影響其變化規(guī)律的主要因素。
　　2．通過對(duì)廠房在爆炸荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析與破壞結(jié)果觀察，得出三種廠房在爆炸全過程的應(yīng)力分布情況、超壓-時(shí)程曲線與壓力變化曲線的變化規(guī)律，并將分析結(jié)果與1中結(jié)論進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證本次數(shù)值模擬的可靠性。
　　3．結(jié)合兩種模擬情景總結(jié)出爆炸過程影響建筑墻體破壞性的主要因素，并

4、對(duì)發(fā)生脆性斷裂的結(jié)構(gòu)粒子進(jìn)行位移分析，分析爆炸后飛射的破碎結(jié)構(gòu)是否會(huì)對(duì)廠內(nèi)人員和設(shè)備產(chǎn)生二次傷害。
　　4．將本次數(shù)值模擬分析的結(jié)果應(yīng)用于生產(chǎn)企業(yè)廠房和倉庫的抗爆性設(shè)計(jì)中，幫助企業(yè)使用較低成本達(dá)到最大安全性，將爆炸事故可能帶來的危害與傷亡降到最低，保障工業(yè)生產(chǎn)安全。
　　本文通過對(duì)三種材料的廠房墻體在爆炸荷載作用下的破壞性進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得到?jīng)_擊波自身的反射、繞射作用；墻體間對(duì)沖擊波的反射作用；結(jié)構(gòu)粒子間的相互作用；爆炸源