真三轴冲击试验中加载杆变截面段应力波的传播特性分析

王浩宇¹，陈震²，许金余^1,3，王鹏¹，方新宇¹

1. 空军工程大学机场建筑工程系2. 中国人民解放军94940部队3. 西北工业大学力学与土木建筑学院

摘 要：利用有限元软件LS-DYNA模拟了应力波在真三轴动静组合加载试验系统"圆-方"变截面段中的传播过程,分析了不同形式和不同等级脉冲作用下杆中应力波的传播特性和衰减规律。结果表明:应力波经过变截面段后发生衰减,其中半正弦波能很好地保持波形,而梯形波会发生振荡,变截面段能吸收其中的高频振荡部分;若为细长杆,对于不同脉冲波形及不同横截面形式,均可忽略杆的横向惯性效应以及波的弥散效应,若杆横截面显著变化,横向惯性效应不可忽视,横截面上的应力分布会不均匀,波形弥散也会加重,并且随着脉冲增强,变截面段的横截面应力分布均匀性变差;应力波经变截面段后的衰减约为6.55%,圆杆段和方杆段中应力波峰值随脉冲等级增加而呈线性增长,应力波上升沿时间随传播距离和脉冲等级增加而逐渐增大。

关键词：冲击实验;LS-DYNA;真三轴;“圆-方”变截面段;应力波;传播特性;衰减规律;