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冲击波与破片耦合作用下桥梁毁伤研究
| 论文题名： | 冲击波与破片耦合作用下桥梁毁伤研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;爆炸荷载;毁伤分析;冲击波;破片 |
| 摘要： | 桥梁作为连接两地的重要交通枢纽，一旦遭受到破坏将会对国家的经济造成严重的损失。而在爆炸荷载作用下桥梁结构会发生严重毁伤，且难以修复。为了减少爆炸对桥梁结构造成的损失，科学的指导修复方案，有必要对桥梁在爆炸荷载下的结构毁伤进行研究。实际现场毁伤调查结果发现，目标在战斗部作用下的毁伤程度除了受爆炸冲击波的影响外，还受到破片的影响，而现有研究成果中大多忽略了破片对目标毁伤的影响，仅考虑的冲击波的影响会导致结构毁伤评估结果不准确。鉴于此，本文通过考虑冲击波与破片的耦合作用，对爆炸荷载作用下桥梁结构开展毁伤分析研究。主要研究内容如下： (1) 基于 ANSYS/LS-DYNA 软件分析平台，建立冲击波与破片在耦合作用下混凝土结构精细化数值模型。为了在合理的计算时间内保证数值模拟结果的准确性，首先，将冲击波超压计算结果与相关经验公式进行对比，以确定合理的网格划分尺寸；其次，根据已有实验资料，建立相应的数值分析模型，通过与实验结果的对比分析，验证数值建模方法的准确性，为后续工作的开展提供必要的技术支撑。 (2) 采用研究内容(1)中的数值建模方法，考虑战斗部在距目标不同位置爆炸的工况，基于有限差分法，结合数值模拟结果，从冲击波与破片耦合作用对结构产生的位移入手，建立冲击波与破片耦合理论模型，并通过计算得出冲击波与破片耦合作用下结构的冲量，以进一步解释结构在冲击波与破片耦合作用下毁伤增强的原因。研究结果表明，与单独冲击波作用不同，在冲击波与破片耦合作用下结构表面的压力峰值提高，使作用于结构表面的总冲量增加，增加的冲量会对结构产生更严重的毁伤。研究结果可为下一步结构的毁伤评估提供理论支撑。 (3) 通过等毁伤曲线建立桥梁的毁伤评估方法，根据冲击波与破片耦合作用模型计算的压力与冲量，对桥梁的毁伤等级进行评估。为了说明毁伤评估方法的可行性，选取钢筋混凝土T梁桥为分析对象，采用ANSYS/LS-DYNA分析平台，对其进行了冲击波与破片耦合作用下的毁伤分析模拟。根据建立的毁伤评估方法，对桥梁在受到不同当量战斗部、不同爆炸距离以及不同爆炸位置下的毁伤进行评估。 |
| 作者： | 徐菁津 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 王斌;车顺利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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