被動柔性防護網結構耗能器力學性能研究.pdf

1、被動柔性防護網是一種先進的落石災害防護結構,于上世紀90年代引入我國,廣泛應用于鐵路、公路沿線的落石災害防治工程。耗能器作為被動柔性防護網結構的能量緩沖裝置,吸收了落石的沖擊動能,降低了整體結構的荷載峰值,是防護網結構關鍵的耗能構件之一。因此,研究并優(yōu)化耗能器的力學性能,能夠有效改進被動柔性防護網結構的耗能能力。
　　本文對兩種國內外常見的被動柔性防護網結構耗能器的力學性能進行了研究。
　　1.采用有限元方法對GS8000型

2、減壓環(huán)在拉伸變形過程中的受力特點和能量消耗規(guī)律進行了研究。研究表明,在減壓環(huán)拉伸過程中,鋼管內環(huán)應力大于外環(huán)應力,且鋼管最大應力發(fā)生在鋼管內環(huán)靠近拉伸端處。在整個拉伸過程中,鋁管受力相對較小,但有著較高的應變率。減壓環(huán)最主要的耗能途徑是摩擦耗能,其次是變形耗能。在減壓環(huán)的總摩擦耗能中,鋼管與鋁管的摩擦耗能所占比例最大,其次是鋼管與鋼管之間的摩擦耗能。分析了減壓環(huán)在過盈裝配過程中的受力情況,給出了減壓環(huán)過盈裝配預緊力以及鋼管和鋁管裝配應力

3、的計算公式。
　　2.以U-150耗能器為例,建立了U型耗能器的有限元模型,分析了U型耗能器的受力特點和耗能原理。研究結果表明:正常工作時,U型耗能器在各個時刻的受力狀態(tài)變化不大,其拉伸端應力較大,最大應力發(fā)生在鋼板與滾軸相接觸的部位。U型耗能器的耗能主要來自于鋼管塑性變形耗能以及鋼板和滾軸之間的摩擦耗能。減小滾軸直徑可增大U型耗能器的耗能能力,但會增加其啟動荷載。增大鋼板厚度、寬度和長度可以增大U型耗能器的耗能能力,且增大鋼板寬