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题名H型钢柱撞击全过程力学性能分析与损伤评估
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作者
颉宗旺
王蕊
王宇恒
赵晖
李倩
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机构
太原理工大学土木工程学院
太原理工大学土木工程防灾减灾与控制山西省重点实验室
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出处
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第8期52-64,共13页
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基金
国家自然科学基金(52108162)
山西省基础研究计划(20210302124674)。
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文摘
鉴于H型钢柱在工业厂房、停车场等场合应用时易遭受吊装载荷和车辆撞击,在前期试验研究的基础上,通过有限元对H型钢柱撞击中及撞击后的力学性能开展全过程分析。首先,通过机理分析,获得了不同轴压比影响下试件的变形特征、应力和耗能发展。结果表明:侧向撞击下,H型钢柱以整体变形为主,上翼缘和腹板分别发生局部凹陷和平面外屈曲;撞击力时程曲线呈现明显的平台段,预加轴力明显削弱试件的抗撞能力。其次,建立了108个参数分析模型,重点探究了荷载参数(撞击质量m、撞击速度v_(h,m)和轴压比n)、材料参数(屈服强度f_(y)^(s))和几何参数(截面面积A和试件长度L)对撞击力、撞击变形和剩余承载力的影响,发现随着撞击质量m、撞击速度v_(h,m)和轴压比n的增大,H型钢柱的整体和局部变形增大,剩余承载力降低。此外,钢材强度的提高有效增强了试件的抗撞性能。最后,基于响应面法提出了多因子交互影响的撞击下整体和局部变形及撞击后剩余承载力的预测公式,可用于H型钢柱撞击全过程损伤评估与设计。
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关键词
H型钢
抗撞性能
剩余承载力
有限元分析
撞击力平台值
全过程分析
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Keywords
H-section steel
impact-resisting performance
residual load-carrying capacity
finite element(FE)analysis
plateau impact force
whole process analysis
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分类号
O383
[理学—流体力学]
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