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车辆撞击部分填充钢管混凝土桥墩简化模型研究
| 论文题名： | 车辆撞击部分填充钢管混凝土桥墩简化模型研究 |
| 关键词： | 部分填充钢管混凝土桥墩;车辆撞击;简化模型;刚度放大系数 |
| 摘要： | 近些年来不断发生车辆和各类桥梁及其墩柱碰撞的事故，这类撞击问题的研究逐渐引起了学者们的关注。本文基于LS-DYNA有限元软件对车辆撞击部分填充钢管混凝土桥墩问题进行研究，进一步完善车辆简化模型，为桥墩防车辆撞击设计提供理论支撑，主要内容如下： （1）在小型车辆撞击桥墩问题上，分别建立车辆简化模型（SVM）和车辆精细化模型（RVM）撞击桥墩模型，发现将SVM模型弹簧刚度曲线中K2取为有限值相对于取无限大值能更准确地模拟RVM模型撞击桥墩造成的响应，为了便于计算K2引入了SVM刚度放大系数。在考虑到正面撞击以及45°角撞击两种情况下，研究相关参数对SVM刚度放大系数取值的影响并对其计算公式进行了推导，该公式及其推导过程为利用SVM简化模型更好地分析车-墩撞击问题提供方法和思路。 （2）在卡车撞击桥墩问题上，通过研究发现等效卡车钢架模型（ETFM）的变形耗能结构极限变形增大为2800mm，并且考虑被撞物几何尺寸改变对卡车挤压内能极限值的影响，可以使ETFM模型更精确地模拟卡车F800精细化模型在撞击桥墩时造成的响应。通过开展参数分析发现ETFM模型在改变混凝土填充率、撞击初速度、卡车质量和桥墩轴压比这些参数后仍能模拟卡车F800精细化模型撞击桥墩造成的响应，其中尤其能较为精确地模拟撞击冲量和卡车内能。 （3）将车辆简化模型与刚性冲头撞击桥墩结果进行对比，研究的响应包括变形模态、撞击力、位移以及能量关系，结果表明以刚性冲头代替实际车辆研究桥墩的抗撞性能是偏于安全的。从能量角度上提出了刚性冲头相比于车辆简化模型的安全系数，通过运用本文研究成果，得到利用车辆简化模型评估刚性冲头撞击效果的方法。 |
| 作者： | 李嘉伟 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 朱爱珠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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