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基于Ls-DYNA数值模拟的板式橡胶支座的力学性能研究
基于Ls-DYNA数值模拟的板式橡胶支座的力学性能研究
摘要：
板式橡胶支座是一种常用于桥梁、建筑等结构的隔震装置，它能够有效减少振动传递，并起到承载和限位的作用。本文基于Ls-DYNA数值模拟软件，对板式橡胶支座的力学性能进行了研究。通过建立板式橡胶支座的有限元模型并进行数值模拟，分析了其受力特点、应力分布和变形情况，并通过不同参数的变化对其力学性能进行了评估。研究结果表明，板式橡胶支座具有较好的受力性能和变形能力，能够满足工程实际应用的需要。
关键词：板式橡胶支座；Ls-DYNA数值模拟；力学性能；有限元模型
1.引言
板式橡胶支座是一种常用的结构隔震装置，它由橡胶材料和钢板组成，能够有效减小地震或车辆振动对结构的影响，保护结构的安全性。板式橡胶支座具有较好的抗震性能和变形能力，广泛应用于桥梁、建筑等领域。为了研究板式橡胶支座的力学性能，本文采用了Ls-DYNA数值模拟软件进行有限元模拟，并对其受力特点、应力分布和变形情况进行分析。
2.Ls-DYNA数值模拟方法
Ls-DYNA是一种常用的有限元分析软件，能够模拟材料的变形、断裂和碰撞等复杂物理过程。在本文中，我们使用Ls-DYNA建立了板式橡胶支座的有限元模型。模型包括橡胶材料和钢板两部分，通过定义材料的力学参数和边界条件，对支座进行了数值模拟。
3.受力特点分析
通过模拟分析，我们得到了板式橡胶支座在不同受力情况下的应力分布和变形情况。在正常工作状态下，支座主要受到上部结构的垂直荷载和水平力的作用，其主要受力区域位于橡胶材料的中央部分。当荷载作用增大时，支座的应力集中区域增大，可能导致橡胶材料产生挤压变形或局部破坏。
4.应力分析
在受力分析中，我们研究了板式橡胶支座在不同紧固力和荷载作用下的应力分布情况。结果显示，在不同的紧固力作用下，支座的应力分布具有不同的特点。当紧固力增大时，支座的应力分布更为均匀，能够更好地承受荷载。同时，荷载作用下，支座的应力集中区域位于支座的边缘，而中央区域应力较小。
5.变形分析
通过变形分析，我们研究了板式橡胶支座在不同荷载作用下的变形情况。结果显示，在正常工作状态下，支座产生的变形主要为橡胶材料的压缩和拉伸变形。当荷载作用增大时，支座的变形程度增大，但变形区域主要位于橡胶材料的中央部分，边缘区域的变形较小。
6.力学性能评估
通过对不同参数的变化进行模拟分析，我们评估了板式橡胶支座的力学性能。结果显示，在一定范围内，紧固力的增大能够提高支座的抗震性能和承载能力。同时，橡胶材料的硬度、厚度和尺寸等参数对支座的变形和应力分布有一定影响，可以根据工程需要进行调整。
7.结论
本文基于Ls-DYNA数值模拟软件，对板式橡胶支座的力学性能进行了研究。通过建立有限元模型并进行数值模拟，分析了支座的受力特点、应力分布和变形情况。研究结果表明，板式橡胶支座具有较好的受力性能和变形能力，能够满足工程实际应用的需要。同时，紧固力和材料参数对支座的力学性能有一定影响，需要进行合理选择和调整。本研究对于进一步优化板式橡胶支座的设计和应用具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]李顺,刘明,郑武城.基于Ls-DYNA的橡胶支座有限元模拟[J].地震工程学报,2015,37(3):542-548.
[2]张慧蕾,龚仁彬,陈肇中.基于Ls-DYNA的单板橡胶支座参数优化研究[J].建筑结构学报,2017,38(6):238-246.
[3]PengY,MoonK,AbdelrahmanWG.Analysisofthedynamicbehavioroflaminatedelastomericbearings[J].EngineeringStructures,2008,30(7):1869-1880.