衝擊及爆炸作用下橋樑回響分析與結構損傷評估研究

《衝擊及爆炸作用下橋樑回響分析與結構損傷評估研究》是依託西南交通大學，由唐懷平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：衝擊及爆炸作用下橋樑回響分析與結構損傷評估研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：唐懷平
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

現代戰爭表明，戰時大型橋樑是敵方首選的攻擊目標，而橋樑結構受損會直接影響其使用壽命和安全.本課題主要研究戰時大型橋樑在高速衝擊及爆炸荷載作用下的結構動力回響的數值仿真分析方法，研究結構損傷位置、損傷程度及耐久性的評估理論和方法，為大型橋樑的設計與戰時防護提供理論依據並積累前期研究成果。主要研究內容包括：①鋼筋混凝土材料在複雜應力狀態下的本構關係和破壞準則；②衝擊與爆炸荷載數值模擬；③大型橋樑結構在衝擊與爆炸荷載作用下的動態回響計算分析方法；④輸入不可測的結構模態分析方法（例如EMA和OMA方法）；⑤基於動力特性的結構損傷識別和評估理論研究。本課題為前期探索性研究，對輕微損傷和中等損傷情況下橋樑戰時搶修具有重大的工程套用價值,在軍事、經濟等方面均有十分重要的意義.

結題摘要

現代戰爭中大型橋樑是敵方首選的攻擊目標，而橋樑受損直接影響其使用壽命和安全。本項目從衝擊動力學和非線性振動力學出發，針對橋樑在衝擊爆炸荷載作用下結構的複雜動力回響以及結構損傷等直接影響橋樑結構安全的問題開展基礎性研究，為大型橋樑的設計和戰時防護提供理論依據。主要內容包括：①混凝土材料在複雜應力作用下的動態本構關係的實驗研究；②混凝土結構的屈曲及衝擊破壞機理研究；③衝擊爆炸荷載的力學模型及橋樑結構動態回響分析的數值模擬；④基於振動回響的橋樑結構損傷識別技術研究。取得的主要成果是：實驗研究了混凝土的應變率效應和損傷軟化效應，提出了混凝土的損傷型粘彈性動態本構關係的修正方程，探究混凝土材料的力學性能表征與結構服役性能的相互關係和演變規律；研製了結構衝擊動力特性試驗和結構動態曲屈試驗的試驗裝置，實驗研究混凝土材料和結構產生損傷類型和機理；基於衝擊動力學理論，考慮混凝土結構的彈塑性變形，建立了衝擊荷載力學模型和衝擊荷載作用下橋樑結構的動力回響數學表達式；初次在低速風洞中設計了並完成了氣動彈性試驗，再現了帶立方型非線性彈性支承的二維板結構的結構非線性和幾何非線性的極限環顫振現象，獲得了壁板模型極限環顫振的風速區間。