被动柔性防护网中减压环力学试验及有限元分析

摘要

为研究被动柔性防护网中减压环力学模型和耗能计算公式,首先,分析减压环的作用机制,得到其受力性能的主要影响因素为:预紧力、铝套筒长度、钢管壁厚和钢管环径;接着,进行减压环力学试验及有限元分析,验证结果与试验结果吻合较好;然后,进一步研究主要影响因素下减压环的荷载–位移曲线及其耗能特点,并结合工程实例,对比分析有减压环和无减压环时被动柔性防护网在落石冲击下的动力响应。研究结果表明:(1)减压环启动荷载随铝套筒长度的增大或钢管环径的减小而增加。其耗能在一定范围的铝套筒长度下变化较显著,而钢管环径对耗能的影响不大;(2)减压环启动荷载及耗能随着预紧力或钢管壁厚的增大而增加;(3)减压环的荷载–位移曲线满足三阶段变化规律,提出的三折线分析模型能够很好地反映减压环荷载–位移曲线特点,给出的耗能计算公式便于减压环的设计及工程应用;(4)减压环能使被动柔性防护网的柔性增强,冲击作用时间延长,并能降低与减压环连接的拉锚绳、支撑绳等构件的耗能。