爆炸与火灾联合作用下结构钢动态本构关系  

Dynamic Constitutive Relation of Structural Steel under Combined Effects of Blast and Fire

作　　者：阎石[1,2,3] 辛志强[4] 齐宝欣[1] 杨璐[1] 阎寒[5] 

机构地区：[1]沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁沈阳110168 [2]江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室,江苏徐州221116 [3]北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京100081 [4]中国建筑东北设计研究院有限公司,辽宁沈阳110003 [5]辽宁电力勘测设计院,辽宁沈阳110179

出　　处：《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》2014年第4期593-599,共7页Journal of Shenyang Jianzhu University：Natural Science

基　　金：国家自然科学基金项目(51278313);江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室开放基金项目(JSKL 2001B01);爆炸科学与技术国家重点实验室2010年度开放基金项目(KFJJ10-14M)

摘　　要：目的考虑高温软化效应和高速应变率效应对结构钢的黏性以及流变力学特性的影响,建立考虑高温软化效应与高速应变率效应的结构钢本构关系模型.方法以试验和模拟结果为基础,对应变率范围和温度范围进行了重新划分,在Perzyna和Johnson-cook模型的基础上,建立了结构钢在爆炸与火灾联合作用下的流变应力模型,考虑了比例距离与应变率的关系和时间与温度的关系.结果提出了比例距离与应变率的关系,有效地实现了针对爆炸过程中应变率的预测.在已有模型的基础上提出了一种修正模型,并考虑了爆炸过程中的应变率和火灾中的升温过程.结论笔者建立的本构关系模型可以较好地描述结构钢的温度热效应和高速应变率效应的联合作用,并且节省计算时间.Based on the experimental and simulation results as well as other research results, the dynamic constitutive relation of structural steel under combined effects of blast and fire were studied and strain rate level and temperature range were re-classified. A modified rheological constitutive model of structural steel was established on the basis of Perzyna constitutive model and JohnsonCook constitutive model, considering the relationship between Z （scaled distance） and strain rate, temperature and ftre time. Furthermore, the parameters of constitutive model were obtained by curve fitting method. It shows that the developed model can good describe combinational reflects of high temperature thermal effect and high strain rate effect of structural steel. Meanwhile the computing time can also be saved.

关 键 词：爆炸 火灾 联合 本构模型 Perzyna Johnson-cook 

分 类 号：TU391[建筑科学—结构工程]