博碩士論文 92322026 詳細資訊




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姓名 李明山(Ming-Shan Lee)  查詢紙本館藏   畢業系所 土木工程學系
論文名稱 橋梁橡膠支承墊非線性行為之數值模擬
(Numerical Analysis of the Nonlinear Behavior of the Bridge Rubber Bearing Device)
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摘要(中) 本論文使用顯式有限元分析軟體模擬橋梁支承系統之非線性大變形行為,並將模擬結果與真實橡膠支承墊基本性能試驗加以比較,以求得可適用於日後不同規格之合成橡膠支承墊功能之分析模擬。由LS-DYNA軟體模擬所得之結果可知,超彈性材料所得之模擬結果較優於其他材料模型所得之模擬結果。由模擬合成橡膠支承墊基本力學行為之過程,得到未來模擬橡膠支承墊時可供參考之材料性質參數範圍和模擬分析時可利用之技巧及關鍵問題。模擬所得到之橡膠支承墊基本力學性能結果,主要是用於提供未來含支承系統橋梁結構受地震力作用下之大尺度分析時,支承系統的非線性歷時反應。
摘要(英) In this thesis, explicit finite element code is used to simulate the nonlinear behavior of the bridge bearing system. The nonlinear behavior of rubber bearing was investigated in detail. Three types of material models in the LS- DYNA coder were evaluated by comparing with the experimental results of the compression and shearing tests of rubber bearing. It turns out that the Hyperviscoelastic Rubber model can simulate the performance better than the Kinematic Hardening Plastic Material model and the Mooney-Rivlin Rubber model. The material parameters obtained from those validation simulations will be used to conduct the numerical analysis for other types of design of rubber bearing device.
The performance curves of the rubber bearing device in the local level can be linked with the global structural analysis of bridge structure under seismic loading.
關鍵字(中) ★ 橋梁
★ 非線性
★ 顯式有限元
★ 大變形
★ 橡膠支承墊
關鍵字(英) ★ nonlinear
★ bridge
★ explicit finite element
★ large deformation
★ rubber bearing
論文目次 中文摘要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 IX
照片目錄 XIV
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究內容 5
第二章 文獻回顧與基本理論 7
2.1 隔震器之分類 7
2.2 橡膠支承墊之構造與特性 8
2.2.1 橡膠之特性 10
2.2.2 橡膠理論模型 11
2.2.3 鋼板之特性 23
2.3 LS-DYNA 發展概況 24
第三章 LS-DYNA使用之正確性驗證及材料說明 26
3.1 基本力學行為驗證 26
3.1.1 軸向壓伸驗證 26
3.1.2 剪力驗證 31
3.2 LS-DYNA橡膠材料介紹 49
3.2.1 Kinematic Hardening Plastic Material 49
3.2.2 Mooney-Rivlin Rubber 52
3.2.3 Hyperviscoelastic Rubber 54
第四章 橡膠支承墊基本性能試驗說明與模擬 58
4.1 純橡膠材料之張力試驗 58
4.2 橡膠支承墊基本性能試驗說明 60
4.2.1 試驗規範 60
4.2.2 試體規格 60
4.3 橡膠支承墊壓縮勁度試驗 62
4.3.1 壓縮勁度試驗程序 62
4.3.2 壓縮勁度試驗結果 63
4.4 橡膠支承墊壓縮勁度試驗模擬 66
4.4.1 隨動硬化塑性材料 68
4.4.2 Mooney-Rivlin Rubber 73
4.4.3 超彈性橡膠材料 76
4.4.4 壓縮試驗模擬結果比較 81
4.5 橡膠支承墊剪力模數試驗 84
4.5.1 剪力模數試驗程序 85
4.5.2 剪力模數試驗結果 86
4.6 橡膠支承墊剪力模數試驗模擬 88
4.6.1 隨動硬化塑性材料 89
4.6.2 Mooney-Rivlin Rubber 93
4.6.3 超彈性橡膠材料 97
4.6.4 剪力試驗模擬結果 101
第五章 橡膠支承墊摩擦係數試驗說明及模擬 104
5.1 摩擦係數試驗說明 104
5.1.1 試驗目的 104
5.1.2 試驗設置 104
5.1.3 試驗裝置 106
5.1.4 試驗程序 109
5.2 摩擦係數試驗結果 109
5.3 摩擦係數試驗模擬 111
5.3.1 模擬目的 111
5.3.2 模擬設置 112
5.4 摩擦係數試驗模擬結果 117
5.5 橡膠支承墊角度轉動模擬 119
5.5.1 模擬目的 119
5.5.2 模擬設置 120
5.6 橡膠支承墊角度轉動模擬結果 123
第六章 結論與建議 128
6.1 結論 128
6.2 建議與未來展望 130
參考文獻 131
附錄A 剪力模數試驗模擬LS-DYNA輸入檔 133
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指導教授 王仲宇(Chung-Yue Wang) 審核日期 2006-1-11
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