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两点异步内爆炸单层球面网壳的动力响应和防爆方法

孙少峰  
【摘要】:目前大跨空间结构在多点爆炸荷载作用下的研究主要集中在同步爆炸,但是生活中没有严格的同步爆炸,结合课题组的研究进展,本文对球面网壳两点异步爆炸进行研究。通过应用LS-DYNA有限元软件建立了单层球面网壳结构数值模型,确定了单层球面网壳结构的时空状态,然后研究了两点异步内爆炸下球面网壳的冲击波传播特性、超压分布情况和动力响应,为大跨空间钢结构的防爆抗爆提供理论依据。主要包括以下几个方面:(1)为了确定炸药位置,分别选取了两炸药夹角为30度、60度、90度、120度、150度和180度六种工况进行模拟,通过研究六种工况冲击波的传播规律、网壳表面的超压大小和网壳顶点的位移,最后确定了两炸点位置;并且通过三种方法确定了两炸点爆炸的间隔时间在0.01s到0.09s之间。(2)研究了单层球面网壳两点异步内爆炸冲击波的传播规律,发现球面网壳结构内部会形成一大一小的冲击波,随着时间的推移两冲击波会相遇,冲击波相遇的位置和所具有的能量大小随着两炸点爆炸间隔时间的不同而不同;提取了球面网壳结构各参考点的超压曲线并总结了超压分布情况;分析了不同参数对两点异步内爆炸下冲击波超压的影响。(3)通过研究两点异步内爆炸下球面网壳结构的动力响应,得到了两点异步内爆炸下球面网壳结构的动力响应特点,并且分析了连接构件刚度、屋面板刚度、TNT药量、炸点间距以及炸点高度五个参数对网壳结构动力响应的影响。(4)最后阐述了两点异步内爆炸下单层球面防爆的复杂性及难点,并在第四章的基础之上提出了球面网壳结构相关的防爆方法。


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