网壳结构是大跨空间结构的主要形式之一，面临偶然冲击、恐怖袭击的威胁。结合数值仿真与大量实验工作，本书系统阐述了网壳结构在冲击荷载下破坏机理研究中多项关键理论的研究成果：（1）建立了建筑Q235钢材基于Johnson-Cook模型的动态本构方程；（2）开展了系统的圆钢管抗冲击试验，获得了圆管在冲击荷载下的破坏模式；（3）揭示了网壳结构在冲击荷载下的破坏模式及连续倒塌机理；（4）考察了网壳结构在不同荷载参数下的抗冲击能力
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目录
第1章 绪论 1
参考文献 5
第2章 建筑Q235钢的动态本构模型与应用 7
2.1 基于Johnson-Cook模型的金属材料动态力学行为描述 8
2.2 Johnson-Cook本构和失效模型参数的获取方案 9
2.3 Q235B钢材料性能试验 11
2.3.1 光滑圆棒试件拉伸试验 12
2.3.2 缺口拉伸试验 14
2.3.3 压缩试验 14
2.3.4 光滑圆棒试件的扭转试验 15
2.4 Johnson-Cook本构和失效模型的参数标定 15
2.4.1 本构模型参数标定 15
2.4.2 失效模型参数标定 16
2.5 Zerilli-Armstrong与Cowper-Symonds本构模型参数标定 20
2.6 本构模型的验证及应用讨论 22
2.7 本章小结 24
参考文献 25
第3章 圆钢管侧向冲击响应试验 27
3.1 两端固支圆钢管侧向冲击试验 28
3.1.1 试验概况 29
3.1.2 试件加工及材性 30
3.1.3 试验现象 32
3.1.4 塑性铰和失效模式 37
3.1.5 试验结果分析 38
3.2 轴力作用下圆钢管侧向冲击试验 46
3.2.1 试验概况 47
3.2.2 轴力加载装置 48
3.2.3 试件设计及加工 50
3.2.4 试验加载过程和现象 52
3.2.5 轴力作用机理分析 58
3.3 本章小结 62
参考文献 63
第4章 圆钢管侧向冲击仿真技术及参数影响规律 65
4.1 有限元模型的建立及验证 65
4.1.1 有限元模型的建立 65
4.1.2 有限元模型验证 68
4.2 圆钢管侧向冲击有限元模型的敏感性分析 73
4.2.1 网格尺寸 73
4.2.2 材料本构模型的影响 76
4.2.3 冲击物的简化建模 78
4.2.4 其他因素的影响 79
4.3 参数分析方案 80
4.4 无轴力作用圆钢管侧向冲击参数化分析 82
4.4.1 典型动力响应 82
4.4.2 失效模式 85
4.4.3 影响因素分析 86
4.5 轴力作用下圆钢管侧向冲击参数化分析 93
4.5.1 有限元建模与轴力的施加 93
4.5.2 典型动力响应 95
4.5.3 失效模式 98
4.5.4 轴力的影响分析 99
4.6 本章小结 102
参考文献 103
第5章 网壳结构在冲击荷载下的失效模式 104
5.1 基于ANSYS/LS-DYNA的有限元模型 104
5.1.1 定义单元类型 104
5.1.2 定义材料模型 105
5.1.3 定义接触类型 106
5.2 网壳结构的典型冲击失效模式 106
5.2.1 结构局部凹陷 106
5.2.2 结构整体倒塌 115
5.2.3 结构冲切破坏 124
5.3 网壳结构的冲击失效机理分析 130
5.3.1 冲击过程的划分 131
5.3.2 结构整体倒塌机理 132
5.3.3 结构局部凹陷机理 135
5.3.4 结构冲切破坏机理 136
5.4 网壳结构失效模式的分布规律及冲击能量影响 138
5.4.1 失效模式的分布规律 139
5.4.2 冲击物初动能对失效模式的影响 141
5.5 本章小结 146
参考文献 146
第6章 网壳结构冲击响应规律 147
6.1 冲击物尺寸对网壳结构失效模式的影响 147
6.1.1 失效模式分布 148
6.1.2 影响原因分析 149
6.2 弹塑性材料冲击物对网壳结构失效模式的影响 157
6.2.1 失效模式分布 158
6.2.2 影响原因分析 159
6.3 冲击点位置的影响 162
6.4 冲击角度的影响 164
6.5 矢跨比的影响 168
6.5.1 杆件截面不变 168
6.5.2 杆件截面改变 170
6.6 屋面质量的影响 171
6.6.1 杆件截面不变 171
6.6.2 杆件截面改变 173
6.7 初始缺陷的影响 175
6.8 本章小结 175
参考文献 175
第7章 网壳结构模型落锤冲击试验 177
7.1 网壳结构失效模式冲击试验 177
7.1.1 试验目的与方案 177
7.1.2 加载装置与试验模型 178
7.1.3 模态测试与分析 181
7.1.4 弹性冲击试验与数值仿真对比 183
7.1.5 破坏性冲击试验与数值仿真对比 188
7.2 考虑屋面系统网壳模型破坏模式冲击试验 192
7.2.1 试验目的与方案 192
7.2.2 试验模型加工 193
7.2.3 测点布置、缺陷测试、材性试验 195
7.2.4 自振频率测试 198
7.2.5 弹性冲击试验 199
7.2.6 破坏性冲击试验 202
7.2.7 数值分析及与试验对比 205
7.3 本章小结 213
参考文献 213
第8章 网壳结构遭受飞机撞击效应研究 214
8.1 利用Riera模型对飞机撞击网壳的模拟 214
8.2 飞机模型及撞击刚体结构模拟 216
8.3 网壳结构的飞机撞击响应与破坏模式 219
8.3.1 飞机以撞击方式1撞击点A 220
8.3.2 飞机以撞击方式2撞击点A 222
8.3.3 飞机以撞击方式3撞击点A 223
8.3.4 飞机以撞击方式2撞击点B 225
8.3.5 飞机以撞击方式2撞击点C 226
8.4 考虑阻尼对网壳失效模式的影响 228
8.5 考虑屋面板对网壳失效模式的影响 229
8.6 本章小结 233
参考文献 233
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