弹丸撞击下花岗岩靶破坏效应实验与数值分析

发布时间：2017-12-04 10:04

  本文关键词：弹丸撞击下花岗岩靶破坏效应实验与数值分析

  更多相关文章： 岩石力学 花岗岩 碰撞 Johnson-Homquist损伤本构模型(JH 模型) 拉伸断裂软化模型 数值模拟 实验

【摘要】：对不同速度弹丸撞击花岗岩靶产生的弹坑深度和裂纹长度进行实验和数值分析。利用轻气炮进行五发实验,得到3种撞击速度下的弹坑直径、弹坑深度、靶板表面裂纹分布等破坏效应,并对撞击速度为654 m/s的正侵彻实验靶进行切割,得到靶板内部的裂纹分布情况。采用非线性动力学软件Autodyn对正侵彻花岗岩实验进行数值模拟。将Johnson-Homquist损伤本构模型(JH 2模型)与拉伸断裂软化模型相耦合,来模拟靶板内高应力区材料的压缩和剪切破坏效应,以及低应力区靶板在主拉伸应力作用下产生的损伤和裂纹扩展。相对于传统有限元计算中删除单元形成裂纹的处理方法,本文采用SPH算法,通过定义损伤来描述材料的压缩破坏以及由剪切和拉伸断裂形成的裂纹。模拟得到的弹坑尺寸以及裂纹长度与实验结果符合较好。根据模拟结果进行数值试验,拟合出不同撞击速度下的弹坑深度和裂纹长度的经验关系式。相关方法及材料模型参数可为后继实验和相关数值模拟提供参考。
【作者单位】： 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室;西北核技术研究所;
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言花岗岩是一种常见的岩土材料,广泛应用于各种防护工程。岩石在弹体的侵彻作用下,通常会出现损伤、破碎、失效、裂纹的成核和发展现象。弹体侵彻岩体的局部效应研究具有漫长的历史[1],但由于侵彻现象的复杂性,目前尚没有令人满意的计算理论[2]。对于预估射弹对岩石侵彻深

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本文编号：1250604