利用 ABAQUS通用有限元分析软件，对平地机钢板 一混凝土复合结构配重块在遭受低速撞击时的受力情 况进行有 限元仿真分析 ，介 绍 了钢板 一混凝土复合 结构的损 伤原理和接 触关 系，对复合结构在局部受撞击 时的破坏 情 况进行 了尝试 ，通过 分析 结果和实验 的验证 ，表 明了平地机配重块材料采用钢板 一混凝土复合材料替代钢板单一 材料 的可行性 ，为类似设计提供 了理论依据和 分析 方法。 关键词 ：ABAQUS 钢板 一混凝土 配重 平地机 碰撞 中图分类号 ：TU623．6 文献标识码 ：A 文章编号 ：1002—6886(2014)05—0022—04 Steel——concrete counterweightofmotor grader impactdynamic stressanalysis LIShufei，ZHANG Guofi Abstract：ThispapercarriesFEA analysisforsteel— concrete counterweighton motorgraderin the pushing and impact workingconditionusingABAQUSsoftware，introducesthedamagemechanism ofsteel—concretestructuresandcontactin· teraction，triestofindthestressresultforcompositestructureswith impactdynamicloadonlocalarea．Theresultofsimula— tionanalysisandtestingprovesthefeasibilityofreplacementofsteelforsteel—-concretestru ctureasthecounterw eightmate-· rial ofmotorgrader，which providestheoreticalbasisand analytical method forsimilardesign． Keywords：ABAQUS；steel—concrete；counterweight；motorgrader；impact 外部钢板焊接 内部浇筑混凝土的钢板 一混凝土 复合材料在工程机械配重 中应用广泛 ，其优点相对 于钢材价格低廉 ，一般情况仅做配重使用 ，不作为受 力部件 。但平地机 的配重在机器前方 ，在执行道路 救援或抢险等任务 时，会通过配重块推走前方 的车 辆或障碍物 ，并且在接触初始时刻存在低速碰撞 ，这 种工况决定 了平地机配重块必须作为受力部件能够 承受一定的载荷和冲击 ，由于其特殊性 ，目前平地机 配重大多仍采用钢板这种单一材料 。但是考虑材料 成本 ，以 800kg平地机配重为例 ，若采用钢板 一混 凝土复合结构 ，其 中约 600kg可 以用混凝土替代 ， 单个零件成本可以节省 2000元 以上 ，成本节省超 过 60％ ，经济效益十分可观。但 由于缺乏相应 的设 计和分析理论 ，该应用 目前还基本空白。 1 材料 的本构关 系 1．1 混凝土损伤塑性模型 ABAQUS软件提供 了三种混凝土本构模 型 ：混 · 22 · 凝 土 损 伤 塑 性 模 型，混 凝 土 弥 散 裂 缝 模 型 和 ABAQus／Explicit中 的混凝 土 开 裂 模 型 。其 中混凝 土损伤塑性模型可 以用于单 向加载 、循环加载以及 动态加载等场合 ，它使用非关联多硬化塑性和各向 同性损伤弹性相结合 的方式描述了混凝土破碎过程 中发 生 的不可恢 复 的损伤 … 。 本文 混凝 土 采 用 ABAQUS提 供 的 损 伤 塑 性 模 型 J，使用各向同性损伤弹性结合各 向同性拉伸和 压缩塑性的模式来描述混凝土 的非弹性行 为，是基 于塑性 的连续介质损伤模型 J。 1．2 钢板的本构关系 钢板 的应力 一应变曲线采用典型的金属三个阶 段模型 ，即弹性 阶段 ，强化阶段和塑性 阶段。本文钢 材使用 VonMises屈服准则 (VonMises屈服准则 J 是一个比较通用的屈服准则 ，尤其适合用于金属材 料 )，对于 VonMises屈服准则 ，其等效应力为最大 切应力 ，按照第三强度理论 ，材料的屈服是由最大切 应 力引起 。

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