弹体侵彻混杂纤维混凝土的性能研究

发布时间：2018-08-02 07:27

【摘要】：混杂纤维混凝土作为一种高性能复合材料,以其良好的韧性和抗冲击性,正逐渐被广泛应用于防护工程中。本文主要采用试验的方法对聚丙烯-钢、聚乙烯醇-钢和聚丙烯-聚乙烯醇-钢三种纤维混凝土材料的力学特性和弹体侵彻效应进行了深入的研究,并和素混凝土、钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和聚乙烯醇纤维混凝土进行了对比分析,为防护工事的设计提供了一定的参考。除此之外本文还对弹体侵彻钢纤维混凝土的过程进行了数值仿真。本文的主要研究内容包括：1、开展了混杂纤维混凝土准静态力学试验研究,准静态力学实验包括抗折试验和抗压试验。通过对抗折强度、抗压强度和折压比三种材料参数的分析,得到了纤维组合方式和比例对材料抗压性能、抗折性能以及韧性的影响。另外,本文通过对混凝土试件弯曲破坏过程的观察和分析,给出了不同种类混凝土的断裂破坏模式。2、开展了弹体侵彻混杂纤维混凝土试验研究。通过对靶体破坏情况和侵彻深度的比较,得出纤维组合方式和比例对弹体侵彻混凝土材料的性能影响。并且还针对弹体对不同种类纤维混凝土的多次侵彻效应进行了分析和比较。3、建立了刚性弹垂直侵彻钢纤维混凝土的有限元模型,计算结果与试验结果基本吻合,还对侵彻过程中弹体侵彻深度、速度和过载等参数的变化规律进行分析。通过本文的研究,得到了纤维组合方式和比例对弹体侵彻混杂纤维混凝土的性能影响,所得结论可以用于指导混杂纤维混凝土防护工事的设计和应用。
[Abstract]:Hybrid fiber reinforced concrete, as a kind of high performance composite material, is being widely used in protection engineering for its good toughness and impact resistance. In this paper, the mechanical properties and projectile penetration effect of polypropylene steel, polyvinyl alcohol steel and polypropylene polyvinyl alcohol steel are studied. The steel fiber concrete, polypropylene fiber concrete and polyvinyl alcohol fiber concrete are compared and analyzed, which provides a certain reference for the design of protective works. In addition, the process of projectile penetrating steel fiber concrete is simulated. The main research contents of this paper are as follows: 1. The quasi-static mechanical tests of hybrid fiber reinforced concrete are carried out. The quasi-static mechanical tests include flexural tests and compressive tests. Through the analysis of three kinds of material parameters, such as flexural strength, compressive strength and compression ratio, the effects of fiber combination mode and proportion on the compressive properties, flexural properties and toughness of the materials are obtained. In addition, through the observation and analysis of the bending failure process of concrete specimen, the fracture failure mode of different kinds of concrete is given, and the experimental study of projectile penetrating hybrid fiber concrete is carried out. Based on the comparison of target failure and penetration depth, the effects of fiber combination mode and proportion on the performance of projectile penetrating concrete are obtained. The finite element model of vertical penetration of steel fiber reinforced concrete (SFRC) by rigid projectiles is established, and the calculated results are in good agreement with the experimental results. The changes of penetration depth, velocity and overload of projectile are also analyzed. Through the research in this paper, the influence of fiber combination mode and proportion on the performance of projectile penetrating hybrid fiber concrete is obtained. The conclusion can be used to guide the design and application of hybrid fiber reinforced concrete protection.
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ410;TU528

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本文编号：2158636