超高韧性水泥基复合材料功能梯度板抗爆炸数值模拟

发布时间：2023-03-11 21:14

　　近些年来,恐怖主义袭击频率不断提高,大规模工业爆炸频频发生,对现有防护结构提出了严峻的挑战。普通混凝土抗爆结构会在爆炸荷载下产生严重的震塌现象。超高韧性水泥基复合材料(Ultra-High Toughness Cementitious Composite,UHTCC)具有优异的韧性和吸能效果,超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC),具有很高的抗压强度。采用UHTCC和UHPC材料制成的功能梯度板结合了二者优势,具有优越的抵抗爆炸冲击性能。随着计算机技术的发展,数值模拟方法可以准确地预测材料在爆炸、冲击等荷载下的动态力学性能,提高科研效率,节约科研成本。为了系统地研究UHTCC材料在爆炸荷载下的损伤规律,设计出性能优良的防护结构,本文利用LS-DYNA软件对UHTCC功能梯度板在爆炸荷载下的动态响应进行了数值模拟。本文主要工作及成果如下:(1)结合动、静态力学试验和理论计算,得到了适用于UHTCC和UHPC材料的HJC本构模型参数。通过接触爆炸试验对比了 UHTCC、UHPC、UHTCC/UHPC、NSC四种靶体的抗爆效果,并建立了相应...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 UHTCC材料研究现状
        1.2.2 UHPC材料研究现状
        1.2.3 水泥基材料抗爆炸性能研究现状
    1.3 抗爆炸数值模拟简介
        1.3.1 数值模拟简介
        1.3.2 LS-DYNA简介
    1.4 本文研究内容与技术路线
第2章 数值模型及有效性验证
    2.1 引言
    2.2 爆炸荷载
        2.2.1 爆炸压力时程曲线
        2.2.2 爆炸荷载有限元验证
    2.3 材料模型及参数确定
        2.3.1 混凝土类材料模型对比
        2.3.2 HJC材料模型简介
        2.3.3 HJC参数确定
        2.3.4 其他材料参数
    2.4 爆炸试验及模型有效性验证
        2.4.1 接触爆炸试验
        2.4.2 有限元模型建立
        2.4.3 模型有效性验证
    2.5 本章小结
第3章 UHTCC功能梯度板接触爆炸数值模拟
    3.1 引言
    3.2 靶体设计
    3.3 模拟结果分析
        3.3.1 破坏形态
        3.3.2 损伤分析
        3.3.3 能量分析
    3.4 参数分析
        3.4.1 炸药量的影响
        3.4.2 板厚的影响
        3.4.3 配筋的影响
        3.4.4 能量吸收层厚度的影响
        3.4.5 多次爆炸
    3.5 本章小结
第4章 UHTCC功能梯度板浅埋爆炸数值模拟
    4.1 引言
    4.2 有限元模型建立
    4.3 模拟结果分析
        4.3.1 破坏形态
        4.3.2 应力分析
        4.3.3 能量分析
    4.4 参数分析
        4.4.1 炸药量的影响
        4.4.2 埋置深度的影响
        4.4.3 板厚的影响
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 展望
参考文献
作者简历
硕士期间科研成果



本文编号：3760259