论文部分内容阅读
爆炸现象往往会给人类的生命财产安全造成难以估量的损失,无论是局部战争还是日常生活,建筑结构的抗爆抗冲击设计都有着十分重要的意义。近年来,不少学者提出在结构中适当地引入耗能性强的材料作为吸能装置,相比靠单纯增加结构刚度这一传统理念来说,新方法更加经济、合理。低屈服点钢的屈服强度低,伸长率大,塑性变形和冲击韧性均优于普通结构用钢。本文鉴于Q160低屈服点钢良好的塑性变形能力,对其抗爆吸能性能进行了研究,主要包括以下内容:(1)通过准静态拉伸试验和SHPB动态冲击试验分别测得Q160低屈服点钢的准静态及动态力学性能。利用材料在准静态试验下的应变强化规律和SHPB试验下的应变率强化规律拟合得到了Q160的J-C动态本构模型。由J-C本构模型参数推导分析了Q160的动态屈服强度和动态强度增大系数DIF随应变率增加的变化趋势。(2)利用有限元软件LS-DYNA模拟了SHPB试验过程。在建模阶段对压杆的纵向网格尺寸和压杆与试件在接触面上的接触刚度罚因子这两个重要参数进行试算,确定了合理的取值。通过对比试验与数值模拟的应力-应变曲线,证明了J-C本构模型的准确性。(3)采用流固耦合与等效三角波方法对Q160低屈服点钢的抗爆吸能效果展开分析,得到了Q160钢板的动态力学响应。同时还添加了Q235、Q345、Q460三种钢材进行对比,从能量角度证实了Q160的吸能耗能优势。