沖擊波作用下墻體材料動態(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，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，且爆炸發(fā)生后建筑墻體的坍塌可能成為對廠內(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)類型和廠房存儲物品的火災(zāi)、爆炸危險性，在滿足《建筑設(shè)計防火規(guī)范》對防火距離要求的基礎(chǔ)上，在企業(yè)的經(jīng)濟能力范圍內(nèi)，在廠房的設(shè)

2、計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單一材料的建筑結(jié)構(gòu)在爆炸荷載下的動力響應(yīng)問題，或者對比分析多種有限元軟件對同一材料的建筑墻體在爆炸荷載下的動力響應(yīng)。本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元仿真軟件，分別對兩種爆炸情景、三種墻體材料在爆炸荷載下的動力響應(yīng)與破壞特征進行以下相關(guān)研究：
　　1．通過對單面墻

3、體在爆炸荷載下的動力響應(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．通過對廠房在爆炸荷載作用下的動力響應(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)論進行對比，驗證本次數(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、對發(fā)生脆性斷裂的結(jié)構(gòu)粒子進行位移分析，分析爆炸后飛射的破碎結(jié)構(gòu)是否會對廠內(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)計中，幫助企業(yè)使用較低成本達到最大安全性，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。
　　本文通過對三種材料的廠房墻體在爆炸荷載作用下的破壞性進行數(shù)值模擬分析，得到?jīng)_擊波自身的反射、繞射作用；墻體間對沖擊波的反射作用；結(jié)構(gòu)粒子間的相互作用；爆炸源