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《考慮損傷的單層球面網(wǎng)殼動力失效理論及試驗(yàn)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中文圖書分類號：TU33密級：公開UDC：624學(xué)校代碼：10005博士學(xué)位論文DOCTORALDISSERTATION論文題目：考慮損傷的單層球面網(wǎng)殼動力失效理論及試驗(yàn)研究論文作者：巴盼鋒學(xué)科：土木工程指導(dǎo)教師：張毅剛教授論文提交日期:2015年12月UDC：624學(xué)校代碼：10005中文圖書分類號：TU33學(xué)號：B201104029密級：公開北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文題目：考慮損傷的單層球面網(wǎng)殼動力失效理論及試驗(yàn)研究英文題目：THEFAILURETHEORYANDDYNAMICTESTOFSINGLE-
2、LAYERSPHERICALLATTICESHELLCONSIDEREDDAMAGE論文作者：巴盼鋒學(xué)科：土木工程研究方向：大跨度空間結(jié)構(gòu)抗震研究申請學(xué)位：工學(xué)博士指導(dǎo)教師：張毅剛教授所在單位：建筑工程學(xué)院答辯日期：2015年12月授予學(xué)位單位：北京工業(yè)大學(xué)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京工業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的
3、同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：巴盼鋒日期：2015.12.15關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解北京工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。（保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）簽名：巴盼鋒導(dǎo)師簽名：張毅剛?cè)掌冢?015.12.15摘要摘要單層球面網(wǎng)殼由于其輕盈，優(yōu)美等眾多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于當(dāng)代大跨空間結(jié)構(gòu)之中。然而近年來地震的頻發(fā)，單層球面網(wǎng)
4、殼的動力失效問題成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。本文主要從以下幾個方面進(jìn)行深入探討：考慮材料損傷，從能量角度探索單層球面網(wǎng)殼動力失效判別準(zhǔn)則；進(jìn)行單層球面網(wǎng)殼動力失效的全過程試驗(yàn)；建立結(jié)構(gòu)損傷演化模擬的隱式算法，研究動力作用下單層球面網(wǎng)殼損傷的發(fā)展過程及結(jié)構(gòu)動力失效的全過程，最后結(jié)合計算機(jī)模擬結(jié)果及試驗(yàn)結(jié)果，研究提高單層球面網(wǎng)殼抗失效能力的方法。主要工作與結(jié)論有：(1)建立了基于桿件纖維損傷的結(jié)構(gòu)損傷演化模擬方法對于桿件的材料損傷，結(jié)合ABAQUS中材料子程序的FRTRAN接口，考慮材料的損傷累積過程，編寫材料子程序。通過
5、把空間桿件截面劃分為多個積分點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了截面纖維損傷計算，進(jìn)而從微觀角度觀察材料損傷的變化過程。根據(jù)纖維失效給出桿件剛度變化并形成了隱式算法。結(jié)合已有的幾個試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行計算機(jī)模擬，驗(yàn)證了材料子程序和模擬方法的正確性。從而為進(jìn)一步研究單層球面網(wǎng)殼的動力損傷過程奠定了基礎(chǔ)。(2)進(jìn)行了基于時效的單層球殼損傷演化及震后承載力分析采用本文建立的結(jié)構(gòu)損傷演化模擬方法，對一單層球面網(wǎng)殼模型進(jìn)行強(qiáng)震作用下的響應(yīng)分析。結(jié)果表明：隨著地震作用的持續(xù)，單層球面網(wǎng)殼失效具有從單元體破壞開始，逐步發(fā)展的特點(diǎn)；探討了結(jié)構(gòu)損傷以致失效的
6、演化規(guī)律，給出了單層球面網(wǎng)殼的失效模式。進(jìn)一步通過對不同時長、不同PGA情況下單層球殼極限承載力分析，得出對于震后結(jié)構(gòu)極限承載力的評估，需要同時考慮地震峰值的大小和作用時長的結(jié)論，并擬合出單層球面網(wǎng)殼震后承載力和多參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，這對震后結(jié)構(gòu)的安全評定，具有重要意義。(3)提出了基于動能的單層球面網(wǎng)殼動力失效判別準(zhǔn)則振動過程中結(jié)構(gòu)動能必然發(fā)生波動，而發(fā)生動力失效時結(jié)構(gòu)動能必將發(fā)生劇烈變化。為此，本文避開采用塑性應(yīng)變能或最大位移通過統(tǒng)計作為失效判別指標(biāo)，從動能的角度去探討一種判別單層球面網(wǎng)殼動力失效的準(zhǔn)則。
7、通過研究動能增量的變化形式與單層球面網(wǎng)殼失效可能性的關(guān)系，結(jié)合動能增量振動曲線，提出了單層球面網(wǎng)殼動力失效判別準(zhǔn)則。該準(zhǔn)則簡潔、明了，并且有利于程序的實(shí)現(xiàn)。算例分析表明該準(zhǔn)則對于單層球面網(wǎng)殼穩(wěn)定破壞和強(qiáng)度破壞均有效。(4)基于Python開發(fā)ABAQUS，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)失效自動判斷功能通過ABAQUS的腳本接口，該接口在Python語言的基礎(chǔ)上進(jìn)行的定制開發(fā)，采用Python語言編寫的程序，通過腳本接口直接和軟件內(nèi)核進(jìn)行對話。結(jié)合基于動能的單層球面網(wǎng)殼失效判別準(zhǔn)則，編寫基于IDA的計算程序，從而實(shí)現(xiàn)-I-北京工業(yè)
8、大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文ABAQUS在單層球面網(wǎng)殼動力計算過程中的結(jié)構(gòu)失效自動判斷功能。(5)成功地實(shí)現(xiàn)了單層球面網(wǎng)殼動力失效全過程試驗(yàn)通常由于動力破壞的突然性而難以通過試驗(yàn)得到結(jié)構(gòu)失效的全過程。本文利用現(xiàn)有的試驗(yàn)室條件，針對一個單層球面網(wǎng)殼的振動臺試驗(yàn)，通過低頻調(diào)幅加載獲得桿件陸續(xù)進(jìn)入塑性的規(guī)律，從而可評估結(jié)構(gòu)的損傷程度；通過基頻簡諧加載獲得節(jié)點(diǎn)位移時程，從而實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)失效全過程的監(jiān)測。并通過該試驗(yàn)驗(yàn)
