【摘 要】
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该文以可能遭受强烈撞击的工程结构(如飞行器、近海结构、核能源厂的输送管道等)的安全性防护设计为背景,围绕国家自然科学基金项目"刚塑性模型研究两个可变形结构相碰撞后的
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该文以可能遭受强烈撞击的工程结构(如飞行器、近海结构、核能源厂的输送管道等)的安全性防护设计为背景,围绕国家自然科学基金项目"刚塑性模型研究两个可变形结构相碰撞后的大变形和失效"开展研究工作.结合了理论模型、计算方法和有限元数值模拟系统研究了结构基本构件:梁、梁系、圆管、管系这类可变形结构受强动载荷作用或它们之间发生强烈碰撞时的塑性动力响应及失效问题,揭示出可变形结构塑性动力失效的基本特征.所得到的原创性成果为:(1)采用理想刚塑性材料模型对空间自由梁在任一位置以及在两端点受飞射物横向撞击的动力响应进行分析,得到了刚塑性动力响应完全解.(2)综合考虑剪切效应、膜力效应及有限变形效应的情况下对飞行自由梁撞击固支梁的动力行为进行了研究.(3)以管道甩动二次撞击安全防护问题为背景,从理论模型和有限元数值模拟两方面研究了铰支甩动圆管对简支圆管的撞击问题.文中采用了模态近似的分析方法,在对实验现象观察的基础上提出了其变形模式分为局部撞击及弯曲变形两个阶段的假设,并且在撞击阶段不考虑弯曲,而在弯曲阶段不再有撞击出现并加入圆管特有的软化效应.在两根圆管始终保持接触不会出现反弹的假定下,重点放在最终变形及输入能量在两根圆管之间的分配比例的计算上.通过得到的最终变形及软化区域的最大拉应变与初始输入能量的关系图,给出了失效分析的方法及结果.经过与DYNA-3D计算结果的比较,验证了理论模型的可靠性.
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