本文關(guān)鍵詞：高速侵徹混凝土的局部響應行為研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：混凝土是一種用途廣泛的工程材料,它是一種成分十分復雜的復合材料,其組成成分包括骨料(碎石)、水泥、沙子和水,同時材料結(jié)構(gòu)的均勻性不好,并且任何這些組份的變化都會引起其力學性能的不同。盡管混凝土的高壓縮強度可以與某些金屬媲美,但是其低拉伸強度是一大缺陷。因此,在研究混凝土的高速侵徹時,必須考慮其在抗侵徹方面的力學性能及動態(tài)損傷本構(gòu)關(guān)系。在高速侵徹過程中,彈體會發(fā)生彈性變形、塑性變形、磨蝕失穩(wěn)以及彎折破壞等;而混凝土靶體會伴隨出現(xiàn)侵徹、沖塞剪切、層裂剝落、徑向斷裂以及貫穿等局部結(jié)構(gòu)響應。這些物理過程和現(xiàn)象通過現(xiàn)代測試技術(shù)還很難準確地進行捕獲觀察,但是通過數(shù)值模擬可以方便地建立混凝土高速侵徹模型,并能獲取侵徹過程中各物理量的時程曲線和計算云圖,大大地彌補了試驗測量和理論分析的不足。對于混凝土靶板的局部撞擊響應研究,已經(jīng)提出的經(jīng)驗公式是基于較低速度的撞擊試驗擬合分析得到的;而對于高速侵徹,由于實驗條件等因素的限制,導致實驗缺乏、數(shù)據(jù)單薄,不能很好地反映混凝土高速侵徹的結(jié)構(gòu)響應特征。而在數(shù)值模擬中,本構(gòu)模型的合理性與輸入?yún)?shù)的準確性是真實再現(xiàn)材料動態(tài)破壞行為以及獲得正確計算結(jié)果的基本要求。因此,本文采用LS-DYNA研究了不同的本構(gòu)模型、侵徹速度及彈靶厚徑比對混凝土局部響應行為的影響,主要研究工作包括以下幾個方面:1.CSCM(The Continuous Surface Cap Model)本構(gòu)模型的驗證。綜合文獻和相關(guān)實驗數(shù)據(jù)得到模型輸入?yún)?shù),確定各個參數(shù)及各物理量間的關(guān)系。通過與Hanchak等的試驗對比,驗證了CSCM模型輸入?yún)?shù)的準確性與合理性,表明CSCM模型在彈體侵徹混凝土局部響應模擬中的有效性和可行性。并基于該本構(gòu)模型,給出了30MPa素混凝土侵徹過程的數(shù)字化可視圖。該圖能夠更加直觀形象地反映混凝土在高速侵徹過程中各階段的破壞形態(tài)。2.CSCM與HJC模型的侵徹模式對比。主要從混凝土的前靶面沖塞剪切、后靶面疥斑、靶體貫穿等局部結(jié)構(gòu)響應,對比研究了CSCM模型與HJC模型對混凝土侵徹的靶體破壞模式的影響。結(jié)果表明CSCM模型能夠更為準確地模擬混凝土侵徹的局部響應。3.影響混凝土侵徹的因素�；贑SCM模型開展了30MPa素混凝土正侵徹數(shù)值模擬,定性地分析了侵徹速度、靶板厚度對高速侵徹混凝土的貫穿局部響應的影響;定量地分析了侵徹速度、靶板厚度對開坑直徑、前坑深度以及彈體速度、加速度和力-位移曲線的影響。結(jié)果表明:混凝土靶隧道直徑約為彈體直徑的1.0~1.5倍左右;當靶板厚度相同時,隨著彈體侵徹速度的減小,混凝土靶的前坑和后坑直徑均減小。而對于混凝土貫穿響應而言,當彈體侵徹速度相同時,隨著混凝土靶厚度的增加,其結(jié)構(gòu)響應就越明顯,損傷區(qū)域逐漸加大,彈體減加速度波動變得明顯。說明靶板厚度越大,彈體侵入混凝土就越困難。
【關(guān)鍵詞】：高速侵徹 CSCM本構(gòu)模型 混凝土 局部響應 LS-DYNA
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ410;TU528
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 引言10-12
• 1.2 混凝土侵徹的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 混凝土侵徹的研究方法16-21
• 1.3.1 實驗與經(jīng)驗公式17-18
• 1.3.2 理論分析18-20
• 1.3.3 數(shù)值模擬20-21
• 1.4 本文的主要研究工作21-23
• 第二章 混凝土材料的特性及其在侵徹中的特征分析23-36
• 2.1 混凝土的力學特性23-28
• 2.1.1 混凝土材料的變形23-25
• 2.1.2 混凝土的動態(tài)力學性能25-28
• 2.2 混凝土侵徹的假設28-30
• 2.3 混凝土侵徹的特點30-31
• 2.4 混凝土動態(tài)本構(gòu)模型31-36
• 2.4.1 混凝土動態(tài)本構(gòu)簡述31-32
• 2.4.2 幾種常用的動態(tài)本構(gòu)模型32-36
• 第三章 基于CSCM模型的混凝土靶板侵徹數(shù)值模擬研究36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 LS-DYNA在侵徹中的應用36-39
• 3.2.1 LS-DYNA簡介36-37
• 3.2.2 LS-DYNA模擬侵徹問題的一般方法37-39
• 3.3 CSCM模型在混凝土侵徹中的應用39-41
• 3.4 數(shù)值模型的建立41-44
• 3.4.1 有限元模型41-42
• 3.4.2 材料模型42-44
• 3.5 計算結(jié)果和討論44-53
• 3.5.1 CSCM模型的有效性和可行性驗證45-47
• 3.5.2 尖卵形彈體高速侵徹 30MPa素混凝土47-53
• 3.6 小結(jié)53-54
• 第四章 高速侵徹混凝土靶板的局部響應影響因素研究54-71
• 4.1 引言54
• 4.2 HJC模型與CSCM模型的結(jié)構(gòu)響應模擬對比54-60
• 4.3 不同因素對混凝土局部響應的影響60-65
• 4.4 不同因素對彈體侵徹性能的影響65-70
• 4.5 小結(jié)70-71
• 第五章 總結(jié)和展望71-73
• 5.1 全文總結(jié)71
• 5.2 工作展望71-73
• 附錄73-75
• 參考文獻75-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學位論文82

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