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轴向中空壁管抗冲击性能试验研究与数值分析
被引量：
2
1
作者
牟钊
胡少伟
+3 位作者
单常喜
李原昊
潘福渠
孙海勇
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2023年第2期240-249,共10页
轴向中空壁管作为一种新型结构壁管,几何构型简单、空间利用率高、且能量耗散性好,近年来在市政工程中得到广泛应用。为研究轴向中空壁管在低速冲击作用下的力学响应和耗能特性,设计了20个试验工况,以落锤冲击试验模拟施工过程中受到的...
轴向中空壁管作为一种新型结构壁管,几何构型简单、空间利用率高、且能量耗散性好,近年来在市政工程中得到广泛应用。为研究轴向中空壁管在低速冲击作用下的力学响应和耗能特性,设计了20个试验工况,以落锤冲击试验模拟施工过程中受到的落石冲击和机械撞击作用,基于量纲分析法提出冲击力峰值的计算方法,通过有限元软件ABAQUS对试验结果进行验证,并根据有限元计算结果分析管道在低速冲击作用下的变形特性和损伤机理。研究表明:数值分析结果与试验结果吻合较好,冲击力时程曲线趋势基本一致,冲击力峰值误差在5%以内。轴向中空壁管具有良好的抗冲击性能,其双壁中空结构具有较好的能量耗散性,落锤与管道接触瞬间会产生较大的冲击力,12.9 kg的落锤从2 m处自由下落冲击管道可产生15.28 kN的冲击力。对比20个试验工况的冲击力峰值试验值与计算值,误差均较小,最大误差为5.8%,即冲击力峰值计算方法准确性较高。随着落锤高度和质量的增加,冲击力峰值增大,损伤区域和凹痕深度也随之增大,最大塑性应变由外壁内侧转移到外壁与加劲肋的连接处,呈现出外壁损伤和加劲肋损伤两种损伤模式。提出的冲击力峰值计算方法和管道塑性损伤规律可以为施工过程中轴向中空壁管在落石冲击和机械撞击作用下的安全评价提供理论依据。
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关键词
轴向中空壁管
落石冲击
冲击力
有限元
管道损伤
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职称材料
基于PSO-BP神经网络的玻璃钢管首层失效预测研究
被引量：
2
2
作者
李原昊
胡少伟
+3 位作者
单常喜
牟钊
潘福渠
李江
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2023年第9期61-66,共6页
预测玻璃钢管的首层失效对保障其在水利输水工程的服役安全具有重要意义。本文通过粒子群算法优化BP神经网络(PSO-BP)实现对玻璃钢管在双轴应力下管道复合层首层失效的预测,并将PSO-BP模型预测结果通过试验数据进行验证。研究表明:PSO-B...
预测玻璃钢管的首层失效对保障其在水利输水工程的服役安全具有重要意义。本文通过粒子群算法优化BP神经网络(PSO-BP)实现对玻璃钢管在双轴应力下管道复合层首层失效的预测,并将PSO-BP模型预测结果通过试验数据进行验证。研究表明:PSO-BP神经网络模型对玻璃钢管首层失效的平均预测准确率可达85%以上,收敛速度及预测准确率较对照BP神经网络模型均存在优势;绘制的轴向应力与环向应力的双轴失效包络线显示出PSO-BP模型预测的失效包络线与试验中测得的失效包络线十分接近,且预测失效包络线绝大部分位于试验失效包络线的内侧,故该模型是一种偏安全的预测模型,可作为一种按规范鉴定玻璃钢管合格前的有效判断手段。
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关键词
玻璃钢管
PSO-BP神经网络
玻璃纤维
复合管道
管道失效
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职称材料
题名
轴向中空壁管抗冲击性能试验研究与数值分析
被引量：
2
1
作者
牟钊
胡少伟
单常喜
李原昊
潘福渠
孙海勇
机构
重庆大学土木工程学院
山东东信管道科技研究院有限公司
山东
省产品质量检验
研究院
出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2023年第2期240-249,共10页
基金
重庆市自然科学基金创新群体科学基金项目(cstc2020jcyj‐cxttX0003)
国家自然科学基金重点项目(52130901)
+1 种基金
国家自然科学基金重点项目(51739008)
重庆市技术创新与应用发展专项重点项目(cstc2019jscx‐gksbX0013)资助。
文摘
轴向中空壁管作为一种新型结构壁管,几何构型简单、空间利用率高、且能量耗散性好,近年来在市政工程中得到广泛应用。为研究轴向中空壁管在低速冲击作用下的力学响应和耗能特性,设计了20个试验工况,以落锤冲击试验模拟施工过程中受到的落石冲击和机械撞击作用,基于量纲分析法提出冲击力峰值的计算方法,通过有限元软件ABAQUS对试验结果进行验证,并根据有限元计算结果分析管道在低速冲击作用下的变形特性和损伤机理。研究表明:数值分析结果与试验结果吻合较好,冲击力时程曲线趋势基本一致,冲击力峰值误差在5%以内。轴向中空壁管具有良好的抗冲击性能,其双壁中空结构具有较好的能量耗散性,落锤与管道接触瞬间会产生较大的冲击力,12.9 kg的落锤从2 m处自由下落冲击管道可产生15.28 kN的冲击力。对比20个试验工况的冲击力峰值试验值与计算值,误差均较小,最大误差为5.8%,即冲击力峰值计算方法准确性较高。随着落锤高度和质量的增加,冲击力峰值增大,损伤区域和凹痕深度也随之增大,最大塑性应变由外壁内侧转移到外壁与加劲肋的连接处,呈现出外壁损伤和加劲肋损伤两种损伤模式。提出的冲击力峰值计算方法和管道塑性损伤规律可以为施工过程中轴向中空壁管在落石冲击和机械撞击作用下的安全评价提供理论依据。
关键词
轴向中空壁管
落石冲击
冲击力
有限元
管道损伤
Keywords
axial hollow-wall pipe
rockfall impact
impact force
finite element method
damage of pipe
分类号
TU992 [建筑科学—市政工程]
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职称材料
题名
基于PSO-BP神经网络的玻璃钢管首层失效预测研究
被引量：
2
2
作者
李原昊
胡少伟
单常喜
牟钊
潘福渠
李江
机构
重庆大学土木工程学院
山东东信管道科技研究院有限公司
新疆水利水电规划设计管理局
出处
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2023年第9期61-66,共6页
基金
重庆市自然科学基金创新群体科学基金项目(cstc2020jcyj-cxttX0003)
国家自然科学基金重点项目(52130901,51739008)
重庆市技术创新与应用发展专项重点项目(cstc2019jscx-gksbX0013)。
文摘
预测玻璃钢管的首层失效对保障其在水利输水工程的服役安全具有重要意义。本文通过粒子群算法优化BP神经网络(PSO-BP)实现对玻璃钢管在双轴应力下管道复合层首层失效的预测,并将PSO-BP模型预测结果通过试验数据进行验证。研究表明:PSO-BP神经网络模型对玻璃钢管首层失效的平均预测准确率可达85%以上,收敛速度及预测准确率较对照BP神经网络模型均存在优势;绘制的轴向应力与环向应力的双轴失效包络线显示出PSO-BP模型预测的失效包络线与试验中测得的失效包络线十分接近,且预测失效包络线绝大部分位于试验失效包络线的内侧,故该模型是一种偏安全的预测模型,可作为一种按规范鉴定玻璃钢管合格前的有效判断手段。
关键词
玻璃钢管
PSO-BP神经网络
玻璃纤维
复合管道
管道失效
Keywords
fiberglass reinforced plastic pipe
particle swarm optimization backpropagation neural network
glass fiber
composite pipes
pipe failure
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
轴向中空壁管抗冲击性能试验研究与数值分析
牟钊
胡少伟
单常喜
李原昊
潘福渠
孙海勇
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2023
2
在线阅读
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职称材料
2
基于PSO-BP神经网络的玻璃钢管首层失效预测研究
李原昊
胡少伟
单常喜
牟钊
潘福渠
李江
《复合材料科学与工程》
CAS
北大核心
2023
2
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职称材料
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