摘要本文通过有限元分析和模拟，分别研究了钢管柱和混凝土板在燃气管道爆炸载荷作用下的毁伤问题。应用AUTODYN软件，采用拉格朗日、SPH、欧拉以及任意拉格朗日欧拉的联合算法，建立了合适的计算模型模型。通过计算，得到了钢管和混凝土板在爆破载荷作用下的了累积损伤图、压力时程曲线图、速度时程曲线图、并对炸药的用量及位置做了不同的调整，从而比较建筑内管道在不同载荷下作用下的损伤程度。33526
关键字 ：爆炸载荷，AUTODYN，SPH，损伤程度
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Tall Buildings pipeline blast damage to the main structure
Abstract
By finite element analysis and simulation, we studied the steel columns and concrete slabs damage problem in the gas pipeline explosion loads. AUTODYN software applications, Lagrange, SPH, Euler and Lagrange Euler any combination algorithm, the establishment of a suitable computing Models. Calculated to give the steel and concrete slabs under blast loading the cumulative damage maps, graphs pressure process, when the process speed graph, and the amount and location of explosives made different adjustments in order to compare the building pipeline the extent of damage at different loads.
Keywords: Blast loading，AUTODYN，SPH， The degree of damage
目 录
1绪论 1
1.1 研究背景以及研究意义 1
1.2 国内外的研究现状 3
1.2.1 高层建筑管道爆破研究机理 3
1.2.2 管道爆破的等效模型… 3
1.2.3 爆破冲击波传播规律… 3
1.2.4 管道在爆破载荷作用下的失效行为 9
1.3本文主要的研究内容 10
2 SPH，ALE求解器及Language钢管模型 … 10
2.1 求解器简介 10
2.1.1 SPH求解器 11
2.1.2 ALE求解器 11
2.1.3 核估算 … 12
2.1.4 核估算的基本形式 … 13
2.1.5 SPH形式的控制方程 14
2.2 粒子节点接触算法 … 15
2.3 钢管模型 16
2.4 本章小结 16
3 爆破载荷对管道的损伤 17
3.1 爆破能量与TNT能量的换算 … 17
3.1.1 物理爆炸能量估算 … 17
3.1.2 化学爆炸能量估算 … 17
3.13 等效TNT当量的换算… 18
3.2 管道在爆破载荷作用下的反应 19
3.2.1 累积损伤 … 20
3.2.1.1 TNT爆炸粒子飞散 20
3.2.1.2 模型及算法 21
3.3 本章小结 27
4 模拟管道模型爆破载荷对混凝土柱的破坏应效应… 28
4.1 数值模拟及材料的设置 … 28
4.2 爆破载荷作用下实验结果分析 29
4.3 本章小结 31
结论 … 33
致谢 34
参考文献35
1 绪 论
1.1 研究背景以及研究意义
北京时间2015年4月30日，辽宁省沈阳市大东区香槟蓝湾小区，一栋居民楼中煤气管道破裂，可燃气体泄漏并发生爆炸，造成２人当场身亡。周围小区的居民在爆炸发生时都感觉到了强烈的震感。图1.1和1.2为事故发生的居民楼。然而在国外，也有类似的事件发生。纽约时间2014年3月12日上午9点，美国的曼哈顿东哈莱姆区的一栋居民楼发生火灾，燃气管道被引爆，造成3人立即死亡，并有63人受伤。事故发生的居民楼是纽约的一栋老建筑，1940建成的，这些建筑中有许多天然气管道。据后来的报道称，在事故发生前，周围的居民就闻到了天燃气的道，然后在接下来的十几分钟里，建筑发生了爆炸局部出现坍塌。图1.3为事故发生的居民楼。 AUTODYN高层建筑管道爆破对主体结构的损伤:http://www.youerw.com/gongcheng/lunwen_30678.html