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地球物理学报 2015年第4期58卷 1251-1258页

作者：邱志刚罗奇峰昆明学院城市建设与工程管理学院昆明650214 同济大学结构工程与防灾研究所上海200092 同济大学上海防灾救灾研究所上海200092

时-频反应谱是地震动幅值、频谱和持时三要素构成的空间三维谱.基于此,本文提出归一化时-频反应谱定义与计算方法,计算三条典型地震波的归一化时-频反应谱,对比分析表明:不同地震记录的时-频反应谱的幅值在时间和周期两个轴上的分布差... 详细信息

时-频反应谱是地震动幅值、频谱和持时三要素构成的空间三维谱.基于此,本文提出归一化时-频反应谱定义与计算方法,计算三条典型地震波的归一化时-频反应谱,对比分析表明:不同地震记录的时-频反应谱的幅值在时间和周期两个轴上的分布差别很大,具有不同时-频反应谱的地震波可能对结构地震响应产生不同影响;对12层钢筋混凝土框架结构模型进行弹塑性时程分析,通过结构地震反应、结构损伤曲线与输入地震动的归一化时-频反应谱对比,发现结构最大反应并不一定是造成结构倒塌的直接原因,用结构弹性阶段反应最大值进行抗震设计存在一定局限性,从而证明归一化时-频反应谱可有效用来分析地震动特性和结构破坏机理.

关键词：地震波归一化时-频反应谱地震动特性结构损伤曲线结构破坏机理

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爆炸与火灾共同作用下换流站防护结构失效机理研究

爆炸与火灾共同作用下换流站防护结构失效机理研究

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作者：张肖煜东南大学

学位级别：硕士

特高压换流站是直流输电系统的重要组成部分,换流站运行的可靠性直接影响到电力输送和人员设备的安全。近年来,各地区特高压换流站火灾事故频发,造成了巨大的人员和财产损失,火灾及其引发的爆炸已经成为影响换流站安全运行的重大隐患之... 详细信息

特高压换流站是直流输电系统的重要组成部分,换流站运行的可靠性直接影响到电力输送和人员设备的安全。近年来,各地区特高压换流站火灾事故频发,造成了巨大的人员和财产损失,火灾及其引发的爆炸已经成为影响换流站安全运行的重大隐患之一。因此,需要对换流站防护结构耐火性能和抗爆性能进行分析,为换流站防护结构的加固和耐火抗爆性能的提升提供思路。本文以国内现运行换流站中使用的“南通板”防护结构复合板为研究对象,采用流体分析软件FLUENT和显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,对封堵结构在火灾和爆炸作用下的动态力学响应进行数值模拟。论文的主要工作如下:1.介绍热冲击和爆炸及爆炸冲击波的基本理论。依据火灾和爆炸对换流站防护结构安全性的不利影响,讨论了现有封堵材料设计的局限性。对油类燃烧、高温下复合材料热应力分析和爆炸冲击波研究现状进行了综述,围绕研究现状,介绍了热冲击和爆炸及爆炸冲击波相关基本理论,为模拟火灾和爆炸对结构的力学响应提供了理论依据。2.模拟了高温下防护结构的热-力响应。建立油池-空气有限元模型,模拟绝缘油在半开敞空气域中的燃烧,分析绝缘油燃烧特性,并将模拟温度结果与标准烃类升温曲线对比,证实了模型的准确性。建立了防护结构有限元模型,基于PAROC防火复合板耐火性能试验与数值模拟结果,修正了防护结构有限元模型。模拟了防护结构在1200℃高温下升温1小时、2小时和3小时后的温度分布,以及升温3小时后防护结构的力学响应。3.研究了常温和高温下爆炸冲击波在自由空气中的传播特性。建立炸药-空气有限元模型,采用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟爆炸冲击波在自由空气中的传播。基于爆炸冲击波的超压时程曲线和传播速度时程曲线,讨论了常温和高温下爆炸冲击波在空气中的传播规律。4.模拟了防护结构在爆炸载荷下的动态力学响应。建立炸药-空气-防护结构有限元模型,通过防火复合板抗爆性能试验数据和经验公式计算结果与数值模拟结果的对比,验证了所建立模型的准确性。模拟在1kg TNT炸药爆轰作用下,防护结构在不同爆心距处的力学响应,确定了防护结构抗冲击的薄弱区域。5.模拟了防护结构在爆炸和火灾共同作用下的力学响应。考虑火灾和爆炸共同作用下钢材的高温软化效应和应变率效应,采用修正的Johnson-Cook本构模型,模拟防护结构在爆炸和火灾共同作用下的动态力学响应。上述结果表明,爆炸冲击波的超压峰值是导致结构在爆炸作用下发生破坏的主要原因,封堵结构底部由于叠加入射冲击波和地面反射冲击波,比相同传播距离的结构顶部承受的冲击载荷更大。爆炸冲击波的超压峰值不仅与传播距离有关,还与环境温度有关。封堵结构四周以及钢管与复合板连接处的应力值较大,是防护结构耐火和抗冲击的薄弱区域。封堵结构在爆炸和火灾共同作用下的失效模式主要表现为局部过度永久变形,失效机理为封堵结构未能快速泄爆,结构内部长时间存在较强的冲击载荷,同时材料在高温下出现软化效应,导致结构出现显著大变形。

关键词：换流站防护结构流-热-固耦合爆炸冲击波动态响应结构破坏机理

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利用爆震波识别多层内框架房屋的震害机理与抗震加固效果的研究

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土木工程学报 1986年第4期 1-16页

作者：那向谦张良铎清华大学清华大学

利用爆炸地震波对两幢三层内框架房屋(一幢作了抗震加固)进行了动力响应及结构破坏机理的研究。以试验结果为依据,确定了多层内框架房屋及其加固房屋的动力计算模型。使用时程法的动力计算程序,输入试验中记录的加速度地震波,对两幢房... 详细信息

利用爆炸地震波对两幢三层内框架房屋(一幢作了抗震加固)进行了动力响应及结构破坏机理的研究。以试验结果为依据,确定了多层内框架房屋及其加固房屋的动力计算模型。使用时程法的动力计算程序,输入试验中记录的加速度地震波,对两幢房屋作了弹塑性动力响应至破坏的计算分析。计算结果与试验相符。讨论了爆炸地震波与天然地震波的频谱特性。通过对其速度波峰值和速度反应谱的分析,确定了两类波的相比条件和地震破坏烈度的标定。将研究结果用到天然地震波作用下的多层内框架房屋震害机理的分析和动力响应计算中,验证了海城和唐山地震中这类房屋的破坏规律。提出了多层内框架房屋抗震加固设计的原则。

关键词：内框架地震波作用抗震加固动力响应结构破坏机理地震破坏爆震波加固设计速度反应谱爆炸地震

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焦炭塔破坏机理研究

焦炭塔破坏机理研究

引用

中国力学学会学术大会'2009

作者：王璠刘人怀暨南大学理工学院

对世界各国对焦炭问题的研究工作进行介绍,同时对本课题组近年对焦炭塔破坏机理研究工作进行了介绍。

关键词：焦炭塔延迟焦化高温油气换热结构破坏机理

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