[发明专利]爆炸荷载作用下基于P-I曲线的RPC板损伤评估方法

权利要求书

1.一种爆炸荷载作用下基于P-I曲线的RPC板损伤评估方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一：根据TNT炸药装药量和爆炸距离，计算爆炸荷载，基于爆炸荷载与等效荷载做功原则求取爆炸荷载点；

步骤二：基于等效单自由度法，将RPC板构件的运动简化为特征方向上的一维运动，计算位移响应，通过求运动的微分方程求取RPC板构件某一点的运动历史，对RPC板结构的损伤程度分析，得到弯曲响应下的RPC板跨中位移时程曲线，获取跨中弯曲响应下的位移峰值；

步骤三：建立剪切响应下的等效单自由度系统，得到剪切响应下的RPC板支座处位移时程曲线，获取支座剪切响应下的位移峰值；

步骤四：定义弯曲响应与剪切响应下损伤程度，分为轻度破坏、中度破坏和重度破坏的损伤评估准则；

步骤五：利用步骤二中获得的跨中弯曲响应下的位移峰值和步骤三中获得的支座剪切响应下的位移峰值，以及步骤四中定义的损伤评估准则，绘制P-I曲线图；

步骤六：将步骤一中获得的爆炸荷载点描绘于P-I曲线图中，获得损伤程度结果。

2.根据权利要求1所述的一种爆炸荷载作用下基于P-I曲线的RPC板损伤评估方法，其特征是：所述步骤一具体为：

第一步：利用TNT炸药装药量和爆炸距离，通过公式计算爆炸荷载的超压P:

其中，P为爆炸荷载的超压，P(t)为超压时程，P_max为反射超压峰值，t₀是爆炸荷载的持续时间；

第二步：通过经验公式计算P_max和t₀，如下式所示：

其中，Z＝R/w^1/3是爆炸荷载的比例距离，R和w分别表示为TNT炸药的爆炸距离和炸药量；

第三步：冲量I通过超压P和爆炸荷载持续时间t₀通过下式计算求取：

I＝P·t₀/2 (5)

第四步：将计算得到的P和I组合为(P,I)的爆炸荷载点。

3.根据权利要求1所述的一种爆炸荷载作用下基于P-I曲线的RPC板损伤评估方法，其特征是：所述步骤二具体为：

第一步：基于等效单自由度法，将RPC板结构构件的运动简化为特征方向上的一维运动，将均布等效外荷载的RPC板的结构单元等效为一个弹簧质量单自由度系统；

第二步：将等效质量、等效抗力和等效荷载代入等效单自由度系统的运动方程中，通过求运动历史微分方程得到RPC板构件某一关键点的运动历史，通过下式求取等效单自由度法的运动历史微分方程：

其中，x(t)为等效单自由度系统的位移时程，为等效单自由度系统的速度时程，为等效单自由度系统的加速度时程，M为RPC板构件总质量，C＝ξC_cr为RPC板构件粘性阻尼系数，ξ为阻尼比，R(x)为RPC板构件抗力函数，为临界阻尼常数，k为RPC板构件弹性刚度，F_c(t)为荷载历史，K_M、K_L分别为等效质量系数和等效荷载系数，K_LM为荷载质量因子，K_LM＝K_L/K_M；

第三步：等效单自由度系统通过连续体结构与单自由度体系在特征运动方向的动能相等，连续体结构上分布力做功与单自由度体系外力做功相等，通过下式求得单自由度体系的等效质量系数K_M和等效荷载系数K_L：

其中，p(x)是爆炸后施加到RPC板构件表面的动态荷载，是爆炸后RPC板构件变形形状函数，m(x)是RPC板构件单位长度的质量；

第四步：通过关键点位移x与RPC板结构抗力R的关系确定抗力函数R(x)，通过差分法解取式(6)得到弯曲响应下RPC板在爆炸工况下的位移时程曲线，提取峰值点。