利用 ANSYS．DYNA进行了钢管混凝土短柱抗冲击性能有限元分析研究，通过分析应力、应变时程曲线，获得对其抗动 力冲击性能的了解。构件受力时，外围钢管的应力远远大于内部混凝土的应力；试件应力、应变时程曲线表现出典型弹塑性 材料的性质，数值增加到最大值后递减，最终形成残余应力、应变。结果表明，钢管混凝土具有良好的抗冲击力学性能，即具 有较高的强度和屈服后承载能力，以及良好的塑性变形能力。 关键词 ：ANSYS．DYNA；钢管混凝土短柱 ；抗 冲击性能 ；有 限元分析 中图分类号 ：TU392．3 文献标识码 ：A 文章编 号 ：1008—1933(2011)04—030一o4 FiIlite elementanalysis ofconcrete filled steeltube short columns under axialimpactload ZHANG Chen．XU Xunqian (NantongUniversity，Nantong 226019，China) Abstract：Theimpactbehaviorofconcrete—filledsteeltube(CFST)shoacolumnswasstudiedbyusingsoftwareANSYS—DYNA．The stressand straintimehistorycurvesofthetestedspecimenswererecorded toanalyzetheimpactbehaviorofCFST．Whilethespecimens areimpacted，thestressofthesteeltube ishigherthan thatoftheconcrete；thespecimensaretypical elastic-plasticmaterial accord ing to theshapeofthe stressorstrain timehistory curves；thevalue ofstressorstrain increasesto maximum value，then itdecreasesto residual stressorstrain．The results demonstrate thatthe CFST has an exceHentimpact-resistantbehavior， i．e． relatively higher strength and post—yieldingstrength，exce~entplasticity． Keywords：ANSYS·DYNA；concretefilledsteeltube sh0rtcolumn；impact-resistantbe havior；finiteelementanalysis 0 前 言 1 试验与有限元计算结果比较 钢管混凝土具有承载力高、塑性和韧性好、经济 效益优 良和施工方便等优点… ，作为主要 的承重构 件被广泛地应用于重 型、大跨度结构 中。众多学者 已经对钢管混凝土结构的静力承载特 陛进行 了大量 的研究 ，但是，对钢管混凝土结构在冲击荷载作 用下的承载性能研究进展非常缓慢 ，仅有少数学者 对其进行 了研究 。 。现代结 构除 了承受 正常设 计荷载之外 ，还会承受撞击 、地震和爆破等强动荷载 的作用 ，因此 ，研究钢管混凝土在动载作用下 的力学 性能具有重要的现实意义。 收稿 日期 ：2010-01 8 作者 简介 ：张 晨 (1981一)，男 ，山 西长治人 ，讲师 ，硕士 ，主要从 事 结构工程 的研究 。 基金项 目：江苏省高校 自然科学基金 资助项 目(1OKJD560001)；南通 大学 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 (07z070)；南 通 市 科 技 计 划 项 目 (K2009018)；南通 大学博 士科研 启动基金 (08B16) E —m ail：benryO1112000@ 126．CO／／] 冲击试验在太原理工大学力学所冲击实验室内 自行 研制 的 DHR9401落锤式 冲击 试验机¨ 上完 成 。试件设计管长 3501Tim、直径 114nlm、壁厚 3．5 mm／3．81Tim，钢材 Q235，混凝 土 C50，每 种壁 厚 各制 作试件 14根 。本次试验预先制作了3个落锤，质 量 分别为 50．50kg，62．75kg和 8O．1Okg，3个落锤可 分别或组合使用，总质量 已接近试验机限值 。改变 落锤下落高度 ，对试件进行轴向冲击试验 ，得到冲击 力 、变形等结果 。 ANSYS／LS—DYNA是全世界范围内最知名的有 限元显式求解程序 ，可以模拟高速碰撞 ，如飞机 、汽 车、火车、船舶 碰撞 事故引起 的结构动力 响应 和破 坏。本文采用双线性 等向强化模型 (BISO)和塑性 随动模型(PKIN)分别模拟混凝土和钢管两种材料 ， 采用粘结处理钢材和混凝土之间接触面。通过模拟 试验过程 ，可以得到应力 、应变等结果 ，如图 1所示。

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