爆炸冲击荷载下纤维增强钢圆柱壳的界面力学行为与动力响应研究

基本信息
批准号:51279180
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:王振宇
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘国华,屠毓敏,杨英武,赵洋,程围峰,张劲帆,赵艳,张沛,叶昌鹏
关键词:
界面力学行为FRP动力响应爆炸钢圆柱壳
结项摘要

Some accidents such as oil and gas explosion, collision and impact always cause serious consequence so that it is urgent to improve the anti-blasting and protection techniques for offshore structures. To date, the use of FRP in enhancing the blast resistant performance of steel cylindrical shell has shown extensive application prospect in many fields such as offshore engineering, petrochemical equipment and civil building.Firstly, a series of tests that contain static and high speed impact test of the FRP plates as well as the interface between FRP and steel are carried out,and a viscoelastic constitutive model considering strain rate effect and damage influence is proposed. The failure mechanisms of the FRP plates and the interface between the FRP and steel subjected to high speed impact load are analyzed by tests and simulations. Secondly, based on the Hamilton variational principle and Galerkin method, a precise analysis method is proposed to forecast the elastic-plastic dynamic response of composite cylindrical shell under impact load. In addition, the applicability of dynamic buckling criterion is also discussed. Thirdly, the reinforcement mechanisms and failure modes of FRP strengthened steel cylindrical shell are studied and an optimum strengthening scheme is proposed.All these researches are aim to obtain the comprehensive technology on anti-explosion assessment and anti-explosion reinforcement. The research results are innovative and have important value in the dynamic constitutive of the FRP/steel interface, the analysis methods of elastic-plastic dynamic response for composite cylindrical shell and the methods of anti-explosion assessment. Moreover, the research results have positive meaning in promoting the application of composite materials, enhancing the safety level of important projects and equipments.

油气爆炸、碰撞冲击等事故往往造成严重后果,亟待提高抗爆防护技术水平。利用FRP对钢圆柱壳进行抗爆加固在海洋工程、石化装备及民用建筑等领域有广阔的应用前景。通过开展FRP板、FRP/钢界面的静力和高速冲击试验,提出考虑应变率效应和损伤影响的黏弹性本构模型,揭示高速冲击荷载下FRP板、FRP/钢界面的损伤破坏机理。基于Hamilton变分原理和Galerkin方法,提出复杂动力荷载下复合圆柱壳的弹塑性动力响应分析方法,探讨动力屈曲准则的适用性,掌握爆炸冲击荷载下复合圆柱壳的动力响应特征。研究掌握FRP加固钢圆柱壳的加固机理和失效模式,提出最优加固准则,开发一套复合钢构件的抗爆评估、抗爆加固综合技术。研究成果在FRP/钢界面动态本构、复合圆柱壳的弹塑性动力响应分析方法、复合结构抗爆评估方法等方面具有一定创新性,对于推动复合材料的工程应用,提高重要工程、装备的安全水平具有积极意义。

项目摘要

油气爆炸、碰撞冲击等事故往往造成严重后果,亟待提高抗爆防护技术水平。利用FRP对钢圆柱壳进行抗爆加固在海洋工程、石化装备及民用建筑等领域有广阔的应用前景。开展了复合板壳的刚塑性分析方法研究,推导得到压力管道在低速横向冲击下的变形。开展压力钢管、FRP加固压力钢管的静力试验和冲击试验,提出考虑应变率效应和损伤影响的黏弹性本构模型,建立有限元模型进行模拟验证,揭示冲击荷载下FRP/钢界面的损伤破坏机理。讨论了低速冲击和高速冲击下管道内压和FRP层数对复合管道抗冲击的作用,揭示了FRP加固钢圆柱壳的失效模式,形成一套复合钢构件的抗爆评估技术。研究成果在FRP/钢界面动态本构、复合圆柱壳的弹塑性动力响应分析及抗爆评估等方面具有一定创新性,对于推动复合材料的工程应用,提高重要工程、装备的防护安全具有积极意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
2

基于余量谐波平衡的两质点动力学系统振动频率与响应分析

基于余量谐波平衡的两质点动力学系统振动频率与响应分析

DOI:10.6052/1672⁃6553⁃2017⁃059
发表时间:2018
3

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.04.003
发表时间:2021
4

响应面法优化藤茶总黄酮的提取工艺

响应面法优化藤茶总黄酮的提取工艺

DOI:
发表时间:2015
5

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1374
发表时间:2020

王振宇的其他基金

批准号:41701300
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81700796
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21707060
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51779224
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51579221
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:31670250
批准年份:2016
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:51079127
批准年份:2010
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:81674066
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:69343001
批准年份:1993
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
批准号:50509021
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61603070
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31170510
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:69773041
批准年份:1997
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:31671879
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:68773008
批准年份:1987
资助金额:2.00
项目类别:面上项目
批准号:51179171
批准年份:2011
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:20905006
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301512
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81141072
批准年份:2011
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81501617
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30371180
批准年份:2003
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:61902008
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

常规爆炸地冲击荷载下土中充液压力圆柱壳动力屈曲研究

批准号:11102233
批准年份:2011
负责人:纪冲
学科分类:A1201
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

冲击和爆炸荷载作用下金属褶曲夹芯板壳结构动力性能研究

批准号:51578361
批准年份:2015
负责人:卢国兴
学科分类:E0805
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
3

纤维增强复合材料圆柱壳冲击损伤的近场动力学模拟及其实验验证

批准号:11672129
批准年份:2016
负责人:黄再兴
学科分类:A0801
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

多层密闭圆柱壳在内爆炸强动载荷作用下的动力响应和寿命研究

批准号:10372091
批准年份:2003
负责人:郑津洋
学科分类:A1201
资助金额:28.00
项目类别:面上项目