HJC模型模拟钢筋混凝土侵彻实验的参数研究

发布时间：2019-07-22 16:26

【摘要】：运用LS-DYNA程序将表征钢筋的梁单元和表征混凝土的实体单元通过节点耦合进行钢筋混凝土分离建模,数值模拟Hanchak等关于钢筋混凝土靶的穿甲实验,进一步修正HJC模型的参数,在讨论单元失效删除准则的静水压和主应变2种参数对混凝土拉伸破坏影响的基础上,重点对HJC模型关键字参数中的失效类型参数(FS)进行分析,并研究其对混凝土压实破坏的影响。通过改变弹丸侵彻钢筋混凝土靶时的着靶位置,加深了对钢筋在侵彻过程中作用的认识,同时验证该数值模拟方法可行性。所确定的建模方法及参数进一步用于某大质量卵形弹侵彻钢筋混凝土试验的研究工作。
【图文】：

几乎没有。本文采用LS-DYNA软件，钢筋混凝土采用分离式建模[1,12 13]，数值模拟Hanchak等[14]的钢筋混凝土的穿甲实验，并通过选取合理的单元尺寸及分布使solid单元与beam单元共节点来简化模拟钢筋与混凝土之间的作用[4,12 13]，经过分析添加双重失效准则模拟混凝土材料的拉伸破坏，重点研究HJC混凝土材料关键字中[9]失效类型参数(FS)，并分该参数值对混凝土压实破坏的影响。1有限元建模1.1模型的基本尺寸与形状弹靶几何模型以Hanchak等[14]小直径动能弹贯穿高强度钢筋混凝土试验为参考，如图1，钢筋混凝土靶板尺寸为610mm×610mm×78mm，配有三层正交钢筋弹靶，混凝土上、下保护层厚度均为12.7mm，钢筋层间距为76.2mm，钢筋直径为5.69mm。弹体总长145.7mm，弹体直径25.4mm，弹头曲径比CRH=3。图1弹丸和靶板结构尺寸Fig.1Geometryofprojectileandreinforcedconcrete1.2有限元模型及材料参数1.2.1建模弹体、钢筋、混凝土三部分分开建模，见图2。根据门建兵等[6]对网格尺寸对混凝土的侵彻过程的影响研究，合理控制弹头与混凝土弹着点区的单元尺寸比例及网格变化，并且调整钢筋单元尺寸，与混凝土单元尺寸相匹配，进行共节点处理。整体网格数目为113万。图2弹丸和靶板有限元模型Fig.2FEMofprojectileandreinforcedconcrete1.2.2材料参数计算主要考察混凝土和钢筋对弹丸侵彻性能的影响。弹丸材料为高强度钢，在侵彻过程中几乎不存在质量侵蚀和变形，，可采用较简单的线弹塑性硬化模型，钢筋则采用理想弹塑性模型[1]。模型详细描述见文献[15]，参数见表1。混凝土材料选用应用最为广泛的HJC模型，该模型的屈服函数、状态方程和损伤定义见文献[7]，相关参数选取方法见文献[7 9]，具体参数

几乎没有。本文采用LS-DYNA软件，钢筋混凝土采用分离式建模[1,12 13]，数值模拟Hanchak等[14]的钢筋混凝土的穿甲实验，并通过选取合理的单元尺寸及分布使solid单元与beam单元共节点来简化模拟钢筋与混凝土之间的作用[4,12 13]，经过分析添加双重失效准则模拟混凝土材料的拉伸破坏，重点研究HJC混凝土材料关键字中[9]失效类型参数(FS)，并分该参数值对混凝土压实破坏的影响。1有限元建模1.1模型的基本尺寸与形状弹靶几何模型以Hanchak等[14]小直径动能弹贯穿高强度钢筋混凝土试验为参考，如图1，钢筋混凝土靶板尺寸为610mm×610mm×78mm，配有三层正交钢筋弹靶，混凝土上、下保护层厚度均为12.7mm，钢筋层间距为76.2mm，钢筋直径为5.69mm。弹体总长145.7mm，弹体直径25.4mm，弹头曲径比CRH=3。图1弹丸和靶板结构尺寸Fig.1Geometryofprojectileandreinforcedconcrete1.2有限元模型及材料参数1.2.1建模弹体、钢筋、混凝土三部分分开建模，见图2。根据门建兵等[6]对网格尺寸对混凝土的侵彻过程的影响研究，合理控制弹头与混凝土弹着点区的单元尺寸比例及网格变化，并且调整钢筋单元尺寸，与混凝土单元尺寸相匹配，进行共节点处理。整体网格数目为113万。图2弹丸和靶板有限元模型Fig.2FEMofprojectileandreinforcedconcrete1.2.2材料参数计算主要考察混凝土和钢筋对弹丸侵彻性能的影响。弹丸材料为高强度钢，在侵彻过程中几乎不存在质量侵蚀和变形，可采用较简单的线弹塑性硬化模型，钢筋则采用理想弹塑性模型[1]。模型详细描述见文献[15]，参数见表1。混凝土材料选用应用最为广泛的HJC模型，该模型的屈服函数、状态方程和损伤定义见文献[7]，相关参数选取方法见文献[7 9]，具体参数
【作者单位】：南京理工大学瞬态物理国家重点实验室;
【基金】：兵器科学研究院武器装备探索预研基金项目(7131013)
【分类号】：TJ410;TU375

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