冲击荷载

摘要： 钢筋混凝土(RC)结构在遭受火灾作用时,常会由于楼层坍塌而继发冲击作用,对楼板产生高温与冲击的耦合作用。该文同时考虑高温热力耦合效应和冲击荷载作用下的应变率效应,开展了高温下RC板抗冲击性能研究。通过分别将RC板抗火和抗冲击的试验结果与模拟结果进行对比,验证了该文所建立模型的正确性。分析获得了RC板在不同受火时间和不同能量冲击荷载作用下的动力响应,讨论了板厚和配筋率对高温下RC板抗冲击性能的影响。结果表明:火灾高温作用将显著影响RC板的抗冲击性能。随着受火时间的增加,RC板的冲切破坏损伤更加严重,RC板的跨中峰值位移也更大。板厚的增加能明显改善RC板的高温下的抗冲击性能,而配筋率的增加对RC板在高温下的抗冲击性能的影响有限。

摘要： 为研究三江源地区复合地基上的钢筋混凝土板在冲击荷载作用下的变形特征,本文建立了地基与钢筋混凝土板冲击接触作用的分析模型。地基采用Extended Drucker-Prager模型,钢筋混凝土板使用Concrete Damage Plasticity损伤塑性本构模型。采用显式有限元分析方法计算了特殊地基与板的相互作用的位移场及应力场。数值计算结果表明:冲击荷载作用下弹塑性复合地基上四边自由的钢筋混凝土板顶受压应力,而底部承受拉应力;复合地基沉降主要出现在与板接触的范围内;弹塑性复合地基沉降的深度范围为距离地基表面的0.0m-1.2m深度内;钢筋混凝土板竖直方向的最大应力对称出现在距板底的1/3高度处。

摘要： 为探究冲击荷载作用下张开型节理对类岩石材料动态力学特性的影响,基于分离式霍普金森压杆实验装置(SHPB),研究完整试件和含不同角度和长度节理的水泥砂浆试件在动荷载下的应力波传播特征、峰值承载力、破坏形态,分析讨论了基于能量理论的损伤规律。结果表明:试件会形成一组沿轴向与节理面贯通的张拉裂纹面和一组几乎平行于试件端面的裂纹面;节理长度由5 mm增大到30 mm时,应力波的反射作用越明显,试件的峰值承载力越小,破坏产生的裂纹面越小,因而损伤也越小。当节理角度从0°增至90°时,应力波的反射作用越小,损伤越小;峰值承载力随节理角度增大先减小后增大,当节理角度为60°时,峰值承载力最小,当节理角度为90°时,峰值承载力最大。

摘要： 为研究冻融作用下含不同冲击损伤砂岩的动力学特性,对完整及不同初始损伤的泥质粉砂岩进行冻融后开展冲击加载试验,研究冻融作用对含初始损伤泥质粉砂岩的宏观动力学性能和损伤演化规律。结果表明:含初始损伤砂岩的纵波波速、弹性模量与冻融周期呈负相关;含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级初始损伤砂岩的纵波波速随冻融周期的增大分别下降了8.1%、11.9%、11.2%、16.8%,初始损伤等级越高的砂岩在冻融作用下纵波波速下降幅度越明显;冻融损伤和初始损伤耦合作用下砂岩弹性模量的变化速率逐渐增加,抵抗形变的能力逐渐下降,塑性逐渐增大;在冻融作用下含初始损伤砂岩的动态抗压强度与应变率呈指数衰减;初始损伤的存在加剧了冻融损伤对岩石的劣化作用,加快了砂岩自身宏观动力学性能的弱化速率。

摘要： 为了从动力学角度评估重载、Ⅰ级和Ⅱ级等不同等级铁路在弹射冲击荷载下的承载能力和作为无依托发射场坪的适应性,运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立3种等级铁路的弹塑性轨道—路基动力有限元模型。通过动力有限元计算,获得弹射冲击荷载作用下轨道和路基的动力响应特征,对比分析其响应幅值沿线路横向、纵向和垂向的分布规律。根据我国《铁路轨道强度检算法》和《铁路路基设计规范》对钢轨动应力、轨枕轨下承压力、道床顶面压应力、基床表层动位移和基床底层动应力等5个指标分别进行校核。研究结果表明,在同一弹射冲击荷载作用下,3种等级铁路同一结构层动力响应幅值沿线路分布规律基本一致,仅幅值不同,Ⅱ级铁路响应幅值最大,Ⅰ级铁路次之,重载铁路最小,道床和路基的动力响应幅值沿横向、纵向和垂向衰减速率亦然。弹射冲击荷载作用下,3种等级铁路钢轨拉应力和压应力、轨枕枕下承压力、道床顶面压应力、基床表层动位移和基床底层动应力最大值均不超过相关规范值,完全卸载后轨道和路基不会出现塑性损伤变形。从动力学角度考虑,重载、Ⅰ级和Ⅱ级等3种等级铁路均满足承载要求,可作为无依托发射场坪使用。

摘要： 针对冲击荷载对无粘性砂渗透特性影响问题,研制了可连续施加冲击荷载的无粘性砂渗流试验装置,其可在砂样渗流状态下向其施加峰值范围在0.3~1 MPa,间隔频率0.2~2 Hz的冲击荷载。利用该装置对不同初始孔隙比砂样进行静态渗流试验和冲击荷载作用下的动态渗流试验研究,探究初始孔隙比和荷载大小对砂样渗透系数改变的影响。结果表明:无论有无外荷载作用,砂样的渗透系数均会随初始孔隙比的增大而线性增大;对相同初始孔隙比的砂样,冲击荷载作用时的渗透系数将显著降低,且随着孔隙比的增大,渗透系数的降低幅度不断增大;对于同一种级配和初始孔隙比的砂样,当荷载间隔频率不变时,砂样的渗透系数k随着施加荷载的增大而呈指数减小。因此,在实际工程中应该充分考虑荷载大小和地基密度对渗透性的影响,避免施工中引起渗透性大幅变动。

摘要： 高速远程滑坡运动过程中,冲击铲刮效应不仅增加滑坡的体积与规模,而且会增大滑坡成灾范围,风险预测与判断出现明显误差,导致灾难性事件的发生。目前对于高速滑坡的铲刮深度、铲刮范围和铲刮体积等变量计算往往是采用基于经验的铲刮率算法,其是通过体积增量来反算铲刮变量的数学方法,而实际情况中高速滑坡的冲击铲刮是滑体冲击力和地表可铲刮材料之间的力学屈服破坏作用的结果。本文基于接触力学、弹塑性力学和岩土力学,提出了地表可铲刮层在附加冲击荷载作用下铲刮变量的理论计算方法,认为竖向冲击和切向剪切是滑体冲击铲刮过程的两种主要作用方式。结合实际岩土体材料参数,发现不考虑切向荷载时,铲刮层塑性区主要以竖向破裂区为主,考虑切向荷载时,铲刮层塑性区沿切向迁移,直至塑性边界贯通至地表,符合实际情况,实现了对铲刮变量的定量化计算。

摘要： 为了研究冲击荷载下钢筋混凝土结构的响应规律,提出RHT本构模型,通过数值模拟研究冲击作用下钢筋混凝土梁的抗弯性能和损伤机理;通过动态摩擦理论建立冲击荷载接触模型,基于剪切变形理论和完全积分法计算排除沙漏模式,提高计算精度,由RHT本构模型输出损伤因子,辅以P-alphaEOS方程模拟混凝土压实效应,输出危险截面位移,利用结构截面损伤因子对损伤评估进行建模.结果表明,基于RHT本构模型损伤因子的评估函数模型可以有效地描述梁体受冲击的损伤分布,箍筋间距和混凝土保护层厚度均对混凝土损伤分布和抗弯性能具有影响.

摘要： 为了研究冲击荷载作用下埋地管道的动力响应,自制管道及土箱缩尺模型,开展埋地管道落锤冲击试验,并建立管道冲击模型对冲击荷载作用下埋地管道的动力响应过程进行数值模拟分析,探讨管道距振源水平距离、冲击能量以及管道埋深等参数对埋地管道动力响应的影响。试验测量得到管道纵向和环向的应变分布特性,同时对比冲击荷载作用下埋地管道数值模拟所得的结果与试验结果,二者较为吻合。研究结果表明:在冲击荷载作用下,管道受土压力的影响随管道距振源水平距离的增加而减小,并且管道受影响最大的位置因距振源水平距离的增加而发生偏移;随着冲击能量的增加,管道距离冲击中心点较近区域受到的影响随之明显增大,管道两端距离冲击中心点较远的区域受到的影响较小;管道覆土深度增加,土体缓冲作用随之增强,管道的应变峰值明显减小。研究结论可为埋地管道抗冲击设计规范制订、管道敷设及管道维护提供参考。

摘要： 针对影响预应力钢筒混凝土管(PCCP)安全运行的落石冲击问题,以实际工程为原型,利用有限元理论建立了球形落石冲击埋地PCCP的“石-土-管”模型,在完成静力荷载工况计算的基础上,模拟落石冲击埋地PCCP的过程。通过改变落石半径、落石高度,分析不同落石冲击荷载作用下管道的应力和塑性应变规律。研究结果表明:落石冲击对PCCP的破坏主要为环向受拉塑性破坏;相比于落石高度,落石半径的改变对PCCP的影响更大;10m的悬空高度下,半径超过1.4 m的落石将会使混凝土管芯产生超过16.0×10^(-4)的塑性应变,砂浆产生超过9.1×10^(-4)的塑性应变,导致材料出现可见裂缝;冲击荷载对PCCP各部件的破坏顺序是混凝土管芯、砂浆、钢筒和预应力钢丝,且在混凝土管芯开裂后,钢筒和预应力钢丝的Mises应力将会迅速增大并屈服破坏。

摘要： 塔架转接段受到的波浪冲击荷载是导致海上风电导管架发生结构破坏的主要原因之一.塔架转接段通常位于海平面以上,其受到的波浪冲击作用复杂,并具有明显的随机性.本文通过物理模型试验,探究了极端波浪作用下塔架转接段受到的水平冲击力峰值、冲击持续时间与波浪参数的关系,并基于Copula理论,建立了冲击荷载水平分量的概率模型.研究表明,波浪冲击过程具有明显的随机性,本文建立的联合概率模型可以反映不同累积非超越概率下的冲击过程,便于工程应用.

摘要： 埋地管道在交通荷载作用下会产生变形、甚至开裂破坏,导致管道失效.为研究利用橡胶砂混合土防护埋地管道的可行性,设计完成了冲击荷载作用下橡胶砂防护埋地管道特性模型试验,对比了纯砂和橡胶砂中埋地管道及模型土的动力响应特性.试验结果表明,埋地管道在冲击动载的作用下表现出“压扁”的形态特征,加入橡胶颗粒能明显减小埋地管道顶部及底部的应变响应,管道两侧的变形反应差别不大;加入橡胶颗粒改变了动载作用下模型土内土压力分布状态且有效减小土压力增量.研究结果为合理利用废弃橡胶防护埋地管道提供了科学支撑.

摘要： 为揭示冲击荷载下FRP-火灾后混凝土的界面正拉粘结性能,通过150个标准试件的正拉试验,研究了加载速率、FRP种类、混凝土强度等级、过火温度及恒温时间五个参数对FRP-火灾后混凝土界面粘结性能的影响规律.在欧洲规范建议的幂函数模型基础上,通过回归拟合建立了考虑应变率效应的正拉粘结强度预测模型,并验证其可靠性.

摘要： 谷坊是广泛用于防治泥石流灾害的重要工程,具有抬高侵蚀基准、拦蓄泥沙、稳定沟道等作用.当前泥石流防治研究中,多以简单几何体代替谷坊及冲沟的实际形态,缺乏真实谷坊周围流场的精细研究.为优化谷坊设计,提高抗泥石流冲刷能力,延长谷坊使用寿命,本文在连续相Euler坐标下,通过建立稀性泥石流RANS k-ε湍流的三维多物理场耦合模型,探讨在30年一遇降雨情况下,稀性泥石流在谷坊周围的流场分布、湍流动能大小及冲击荷载变化等情况.研究结果表明:顺流设计的谷坊迎水面可以有效减少坝前湍流;谷坊坝顶及背水面存在不同类型的回流漩涡;在背水面存在高能的侧切和下切湍流,在谷坊背水面的两侧坝肩及谷坊底部均应采取防护措施,研究成果可为谷坊设计和泥石流防治提供一定的参考.

摘要： 为研究改良膨胀土在冲击荷载下动力特性与能量耗散变化,采用直径50mm分离式霍普金森压杆试验装置,对不同掺砂量的水泥粉煤灰改良膨胀土进行0.3MPa、0.4MPa和0.5MPa冲击气压下的SHPB试验.试验结果表明,掺砂量在0～24％范围内,改良土动强度随掺砂量增加先增大后减小;掺砂量为8％,动强度达到最大值;随着平均应变率的增加,改良土动强度呈二次关系增大;掺砂后改良土试样破碎块度均匀性较好;改良土单位体积吸收能随平均应变率增加呈二次关系增加.

摘要： 不同应变率水平下,金属材料的率敏感性不同.目前,有关削弱型节点钢框架抗冲击性能的研究较少.基于此,在验证SOLID164单元和Cowper-Symonds模型用于分析冲击问题适用性的基础上,采用多点积分算法,并通过Cowper-Symonds方式来考虑材料的应变率效应,对削弱型节点钢框架进行了有限元分析.研究表明:采用SOLID164单元和Cowper-Symonds模型可有效分析削弱型节点钢框架的抗冲击性能;冲击荷载作用下,削弱型节点钢框架耗能能力提高,但在规定范围内对梁翼缘进行切割,对钢框架能量的分配影响较小;随着梁翼缘切割深度的增加,削弱型节点刚度降低,但冲击荷载作用下,在规定范围内对梁翼缘截面进行切割,对钢框架整体刚度的影响可忽略不计.

摘要： 金属薄壁结构被广泛地用于汽车、船舶、航天等领域的抗冲击系统中.利用有限元软件ABAQUS,分别对母线为直线、曲线的金属薄壁管进行显式动力学分析,并考虑应变、应变率硬化及温升软化效应对材料力学行为的影响,模拟薄壁管在多种冲击角度下的动态响应.利用冲击荷载作用下结构各项力学性能参数来比较结构的抗冲击性能,寻找出提高结构抗冲击性能的最优解.

摘要： 建立了二维车辆—轨道耦合动力有限元模型,考虑了普通无砟道床和钢弹簧浮置板轨道两种轨道型式,对比和分析了在冲击荷载、移动常力和移动列车荷载作用下,两种轨道结构的振动响应,选取评价量插入损失评价不同荷载作用下钢弹簧浮置板轨道的减振效果.结果表明①与移动常力作用相比,冲击荷载会高估钢弹簧浮置板轨道的减振效果②与移动单节车辆作用相比,冲击荷载在钢弹簧浮置板轨道自振频率以下频段会低估其减振效果,在125Hz～400Hz频段内会高估减振效果.

摘要： 本文研究了火和冲击荷载作用下约束钢梁的动力响应问题,利用通用非线性有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA,分别模拟了两端固支、一端固支一端轴向弹簧约束的钢梁在不同温度下受到落锤冲击时的响应行为.首先,讨论了单独火荷载作用下,不同升温路径对钢梁响应的影响,然后在火荷载和冲击荷载联合作用下,分析了位移响应、冲击力时程曲线及冲量等的温度效应.通过冲击力时程曲线分析得出最大冲击力随温度的变化趋势与欧洲规范EC3给出的高温作用下的钢材的屈服强度降低系数的变化趋势相似,钢梁跨中的竖向位移随着温度的升高而增加.还分析了高温和冲击荷载联合作用下落锤的撞击速度、不同的质量-速度组合、横向加劲肋对钢梁的变形的影响.

摘要： 建立了空心钢管混凝土叠合构件横向落锤冲击的有限元模型.模型中考虑了钢材和混凝土的应变率效应,混凝土单元在侵蚀作用下的失效,钢与混凝土的接触关系,以及轴力和冲击过程的耦合作用.使用试验数据对模型精度进行了验证.之后分析了材料和荷载参数对构件冲击下动力响应的影响规律.在选取参数范围内,冲击速度、落锤质量和管外混凝土强度对冲击力和跨中挠度峰值影响显著.所建立的有限元模型可进一步用于分析构件受力全过程、破坏模态、组成钢管混凝土叠合构件的不同部件之间的相互作用和提出实用计算方法等工作.

摘要： 本实用新型公开了一种工作荷载稳定的道路荷载自动冲击试验装置，包括底板，底板的底部设置有行驶轮，底板的顶部外壁通过螺栓连接有安装板，安装板的一侧外壁通过螺栓连接有滑轨，底板的顶部设置有冲击块，冲击块的一侧外壁开有滑槽，冲击块通过滑槽与滑轨滑动连接，安装板的一侧外壁通过螺栓连接有箱体，箱体的一侧外壁通过轴承连接有转盘，转盘的一侧外壁焊接有连接柱。本实用新型利用转盘转动时带动连接杆进行圆周运动，使得转盘能够通过连接杆对挡板和冲击块进行抬升，而后连接杆与挡板脱离时，冲击块又能通过重力自然下落对路面进行冲击，进而使得冲击试验装置能够自动的对道路进行荷载冲击，使得道路荷载冲击试验更加的方便。

摘要： 一种抵抗冲击波荷载的冲击波压力启动阀门包括中空壳体、导杆、弹簧、启动板、阀门座圈及导向构件；所述中空壳体的一个端部及壳体内部分别设置一导向构件，所述壳体的另一端部设置有阀门座圈；所述导向构件包括支撑板和导向套筒，所述导向套筒的直径与导杆相匹配，所述导向套筒通过支撑板固定于中空壳体的中心点处；所述导杆的一端固定有启动板，另一端依次穿过壳体内部及壳体端部的导向套筒。其有益效果在于：所述启动阀门应用范围广泛，根据环境需要，可以制作相应尺寸，适用于有防冲击波需求的不同建筑及不同规格的各类设备；其结构简单，制作容易且成本低，使用不受场地及环境的限制，且施工成本低。

摘要： 本发明公开了一种构件在长期荷载‑腐蚀‑侧向冲击荷载耦合作用下的试验装置。所述装置包括试件，长期荷载加载装置，腐蚀箱，侧向冲击荷载加载装置；通过所述装置模拟真实模拟钢管混凝土柱在多灾害工况下的实际受力情况。先对试件施加长期荷载与腐蚀作用，通过千斤顶张拉精轧螺纹钢产生的预应力对试件施加长期荷载，通过腐蚀箱对试件进行腐蚀，待至预定时间后，将长期荷载加载装置与腐蚀箱整体放置于侧向冲击荷载加载装置下，将长期荷载加载方式转变为液压油泵与碟形弹簧进行加载，再进行冲击试验。试件与长期荷载加载装置、腐蚀箱、侧向冲击荷载加载装置均为可拆性连接，可实现循环使用，节约时间和材料。

摘要： 本发明提供了一种冲击荷载下的冲击位置的变形峰值的计算方法，其包括：将获取的单位冲击荷载力小于预设偏差值的冲击位置的绝对加速度的值作为序列元素，生成变形加速度序列；判断变形加速度序列存在前置加速度序列时，根据前置加速度序列确定前置变形位移，根据前置变形位移确定冲击位置的变形起点时刻；根据变形加速度序列确定冲击位置的变形终点时刻；根据变形起点时刻和变形终点时刻确定冲击位置的变形峰值。本发明可用于对路面结构承载能力的评价，不受外界采集环境的影响，不仅提高了测量精度，也提高了测量效率；还可以用于对落锤式弯沉仪进行校准，评估落锤式弯沉仪测值的准确性，提高其对路面弯沉的测量准确性。

摘要： 本发明公开了一种构件在长期荷载‑腐蚀‑侧向冲击荷载耦合作用下的试验装置。所述装置包括试件，长期荷载加载装置，腐蚀箱，侧向冲击荷载加载装置；通过所述装置模拟真实模拟钢管混凝土柱在多灾害工况下的实际受力情况。先对试件施加长期荷载与腐蚀作用，通过千斤顶张拉精轧螺纹钢产生的预应力对试件施加长期荷载，通过腐蚀箱对试件进行腐蚀，待至预定时间后，将长期荷载加载装置与腐蚀箱整体放置于侧向冲击荷载加载装置下，将长期荷载加载方式转变为液压油泵与碟形弹簧进行加载，再进行冲击试验。试件与长期荷载加载装置、腐蚀箱、侧向冲击荷载加载装置均为可拆性连接，可实现循环使用，节约时间和材料。

摘要： 本发明提供了一种冲击荷载下的冲击位置的变形峰值的计算方法，其包括：将获取的单位冲击荷载力小于预设偏差值的冲击位置的绝对加速度的值作为序列元素，生成变形加速度序列；判断变形加速度序列存在前置加速度序列时，根据前置加速度序列确定前置变形位移，根据前置变形位移确定冲击位置的变形起点时刻；根据变形加速度序列确定冲击位置的变形终点时刻；根据变形起点时刻和变形终点时刻确定冲击位置的变形峰值。本发明可用于对路面结构承载能力的评价，不受外界采集环境的影响，不仅提高了测量精度，也提高了测量效率；还可以用于对落锤式弯沉仪进行校准，评估落锤式弯沉仪测值的准确性，提高其对路面弯沉的测量准确性。

摘要： 本发明公开了一种评价冲击荷载作用下钻头牙齿破岩效率的装置及方法，包括破岩系统，三轴加载系统，数据采集与处理系统。所述破岩系统由霍普金森压杆装置、钻头、套筒组成，霍普金森压杆装置主要包括发射管、撞击杆、激光测速仪、入射杆、透射杆和吸收杆。所述三轴加载系统由轴压气缸、围压气缸、挡板、螺杆、连杆等装置组成。所述数据采集与处理系统由高速摄像机、应变传感器、与应变传感器相连的动态应变仪、与动态应变仪相连的数据采集器、以及与数据采集器相连的计算机构成。本发明使测试结果更加可靠和准确，通过高速摄像机能够捕捉到实验过程中岩样的变形和破坏过程，具有广阔的应用前景。

摘要： 本发明实施例公开了一种冲击荷载自动化识别方法、电子设备和存储介质，方法包括：远程实时获取待监测结构表面一正方形区域四个顶角位置处四个碳纳米管复合传感器的电阻；如果所述四个碳纳米管复合传感器的电阻在一定时长内均发生变化，根据所述四个碳纳米管复合传感器的电阻变化，识别所述正方形区域受到的冲击荷载的位置；其中，每个碳纳米管复合传感器的尺寸根据传感器泊松比确定，所述尺寸使得所述碳纳米管复合传感器对一个方向的冲击荷载的响应突出于其他方向。本实施例自动识别监测冲击荷载，简单易行，准确度高。

摘要： 本发明提供了一种岩爆碎块冲击荷载与粒径测试装置及试验方法，涉及岩石力学装置技术领域。该装置的冲击荷载测试盒、筛选称重器和振动台依次叠加组合，筛选称重器及振动台内部有圆形孔，圆形孔内部穿过试验机的承压柱；冲击荷载测试盒分四组对称分布，第一固定支架、荷载传感器、测力挡板依次固定连接，测力挡板靠近岩石试件一侧表面黏贴有感压纸。使用该装置进行岩爆碎块冲击荷载测试，当碎块撞击测力挡板时，测力挡板会实时测量碎块冲击荷载数值，并将数据传输至数据采集仪。该方法能够对岩爆碎块冲击荷载数值及冲击方位进行监测，还可以对不同粒径的碎块自动筛选与称重，提高了试验效率，丰富了岩石力学试验监测数据的多样性。

摘要： 一种抗冲击荷载和水平震动荷载效果好的新型结构，本申请斜支撑杆底端有支撑端，3个顶部横向支撑杆一端相连，顶部横向支撑杆另一端与对应的斜支撑杆上端相连，斜支撑连接杆另一端与对应相邻的斜支撑杆的中部相连，横向支撑连接杆的端点与对应的斜支撑杆相连，连接加强杆的端点与对应两个斜支撑杆之间斜支撑连接杆的交汇处相连，斜向加强杆在对应的横向加强杆与连接加强杆之间，斜向加强杆一端与对应的横向加强杆一端相连，斜向加强杆另一端与对应的连接加强杆相连。本申请结构在传统塔形支撑结构的基础上，根据相应的力学原理对结构进行加强改造，通过增加相应的加强结构提高整个结构的抗冲击荷载和水平震动荷载效果。