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 魏松波1，王  剛1，陳一棟1，劉海剛1，張小石2

 （1．中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，山西  太原  030051;2．重慶建設(shè)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶  400054）

摘要：以ANSYS／LS-DYNA軟件為工具，分析射釘在混凝土中不同時(shí)刻的位移、速度、加速度變化情況，以便更好地理解射釘侵入混凝土?xí)r的運(yùn)動(dòng)情形。

 關(guān)鍵詞：射釘；ANSYS／LS-DYNA軟件；運(yùn)動(dòng)分析中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.7 

0  引言

 射釘器是現(xiàn)代射釘緊固技術(shù)產(chǎn)品，能發(fā)射射釘，屬于直接固結(jié)技術(shù)，是建筑施工等必備的手動(dòng)工具。射釘器擊發(fā)射釘，直接打入鋼鐵、混凝土和磚砌體或巖石等基體中，不需要外帶能源如電源、風(fēng)管等，因?yàn)樯溽斪陨砜僧a(chǎn)生爆炸性推力，把鋼釘直接射出，從而將需要固定的構(gòu)件如門(mén)窗、保溫板、隔音層、裝飾物、管道、鋼鐵件、木制品等與基體牢固地連接在一起。

1  有限元模型的建立

 在UG中建立射釘和混凝土模型，再將建好的模型導(dǎo)入ANSYS/LS-DYNA中，如圖1所示。

2分析依據(jù)

 LS-DYNA程序采用Lagrange描述增量法，即取初始時(shí)刻的質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)為X j(j =1，2，3)，在任意t時(shí)刻，該質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)為x i（I =1，2，3），則該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為：

 式(3)用于狀態(tài)方程總的能量平衡計(jì)算。

3分析結(jié)果

 射釘以500 m/s的速度垂直侵入混凝土?xí)r，不同時(shí)刻射釘侵入混凝土的應(yīng)力云圖如圖2所示。

射釘以500 m/s速度侵入混凝土后的加速度、速度與位移曲線如圖3所示。

  射釘以不同速度侵入混凝土后不同時(shí)刻的位移、速度、加速度分別見(jiàn)表1、表2、表3。

4結(jié)論

 經(jīng)過(guò)分析得出以下結(jié)論：

 (1)隨著射釘侵入速度的增大，射釘侵入混凝土的位移也增加，仿真結(jié)果與實(shí)際情況相一致。

 (2)隨著射釘侵入速度的增大，隨時(shí)間增加射釘速度減小得越快，相應(yīng)速度幅值變化得越大；隨著射釘侵入速度的增大，隨時(shí)間增加射釘加速度變化得越快，速度為零的時(shí)刻提前，符合實(shí)際情況。通過(guò)對(duì)射釘速度、加速度的分析，能夠更好地理解射釘侵入混凝土?xí)r的情形。