·264· 工程科学学报，第37卷，第2期 N NODAL SOLUTION NODAL SOLUTION N DEC72010 DEC72010 STEP-1 163225 STEP=I 163451 SUB=2 SUB-2 TE0.249207 TME-0249307 EPELY EPELY (AVG) RSYS-0 RSYS-0 DMX-1.378 DMX=1.37 SMN--0481×10' SNMN=0472×10F sX-0.471×103 SMX-0445x103 -0.375x103-0.161×1030477x10-0.259x105 0.471×10 0370x10-0167×103 0.375x10-0241×10 0.445×103 0481x100.270x103 -0.581×100.153x1030.365x10 0.472×103-0.269x103-0.645x10-0.139x1030.343x105 IS-DYNA user input IS-DYNA tser input b AN N NODAL SOLUTION NODAL SOLUTION DEC 7 2010 DEC 7 2010 STEP-1 1637:33 STEP-1 184040 SUB-2 SUB=2 E0249207 TTME-0249307 EPELY (AVG) EPELY (AVG) s50 DM=1.763 SMN=0.734×10H SMN=0.001551 SMIX-0339x10 SMX-0.001523 MX MN MX -0.615x10-0.376x103-0.138x1030100x10 0339x10 0.001210562x100,157x130.840x103 0.001523 0.734x1030469x101 0257×103-0188x100220×10 -0.001551-0.8%68x103-0.185×1030,498×100.001181 LS-DYNA user in可t S-DYNA user input 图5一端固支一端较支钢筋混凝土梁应变分布.(a）裸梁：(b)刚性防护：(c）柔性防护：(d)复合防护 Fig.5 Strain contours of reinforced concrete beams fixed at one end and hinged at the other end:(a)unprotected beam:(b)rigid protection:(e) flexible protection:(dcomposite protection 速度峰值分别为110.89、100.21、83.21和70.25mm· 表2可知：对于刚性、柔性或复合防护，在两端固支条 ms2.相较于裸梁，刚性防护、柔性防护和复合防护的 件下，冲击响应中位移峰值和加速度峰值的抑制效果 加速度峰值分别减少了9.6%、25.0%和36.6%. 最好，但冲击力峰值的抑制效果相差较小；在两端铰支 3约束影响分析 条件下，对于刚性、柔性或复合防护，除冲击响应中加 速度峰值的抑制效果远优于一端固支、一端铰支的情 根据上述计算结果，结合不同约束条件和防护措 况以外，其余位移峰值和冲击力峰值的抑制效果两种 施，不同约束条件下的抗撞效果汇总如表2所示.由 约束条件下相差不大 表2不同约束条件下的抗撞效果对比 Table 2 Comparison of crashworthy effect under different constraint conditions o 位移峰值减少比例 加速度峰值减少比例 冲击力峰值减少比例 约束条件 刚性 柔性 复合防护 刚性 柔性 复合防护 刚性 柔性 复合防护 两端固支 9.7 16.0 22.4 59.1 65.1 82.7 4.0 12.1 25.5 两端较支 5.5 10.7 13.4 50.8 61.0 69.2 4.6 20.4 23.0 一端固支，一端较支 4.8 10.8 16. 9.6 25.0 36.6 5.5 19.9 21.3 4结论 防护梁的抗撞性能进行了数值模拟，以研究梁端约束 形式可能对最终防护效果的影响.通过观测碰撞后梁 结合不同的防护措施，本文针对钢筋混凝土复合 的位移、加速度和冲击力等指标，可知梁的约束形式对工程科学学报，第 37 卷，第 2 期 图 5 一端固支一端铰支钢筋混凝土梁应变分布． ( a) 裸梁; ( b) 刚性防护; ( c) 柔性防护; ( d) 复合防护 Fig． 5 Strain contours of reinforced concrete beams fixed at one end and hinged at the other end: ( a) unprotected beam; ( b) rigid protection; ( c) flexible protection; ( d) composite protection 速度峰值分别为 110. 89、100. 21、83. 21 和 70. 25 mm· ms － 2 ． 相较于裸梁，刚性防护、柔性防护和复合防护的 加速度峰值分别减少了 9. 6% 、25. 0% 和 36. 6% ． 3 约束影响分析 根据上述计算结果，结合不同约束条件和防护措 施，不同约束条件下的抗撞效果汇总如表 2 所示． 由 表 2 可知: 对于刚性、柔性或复合防护，在两端固支条 件下，冲击响应中位移峰值和加速度峰值的抑制效果 最好，但冲击力峰值的抑制效果相差较小; 在两端铰支 条件下，对于刚性、柔性或复合防护，除冲击响应中加 速度峰值的抑制效果远优于一端固支、一端铰支的情 况以外，其余位移峰值和冲击力峰值的抑制效果两种 约束条件下相差不大． 表 2 不同约束条件下的抗撞效果对比 Table 2 Comparison of crashworthy effect under different constraint conditions % 约束条件 位移峰值减少比例 加速度峰值减少比例 冲击力峰值减少比例 刚性 柔性 复合防护 刚性 柔性 复合防护 刚性 柔性 复合防护 两端固支 9. 7 16. 0 22. 4 59. 1 65. 1 82. 7 4. 0 12. 1 25. 5 两端铰支 5. 5 10. 7 13. 4 50. 8 61. 0 69. 2 4. 6 20. 4 23. 0 一端固支，一端铰支 4. 8 10. 8 16. 9. 6 25. 0 36. 6 5. 5 19. 9 21. 3 4 结论 结合不同的防护措施，本文针对钢筋混凝土复合 防护梁的抗撞性能进行了数值模拟，以研究梁端约束 形式可能对最终防护效果的影响． 通过观测碰撞后梁 的位移、加速度和冲击力等指标，可知梁的约束形式对 · 462 ·