活性粉末混凝土冲击损伤与数值仿真

发布时间：2019-08-13 07:19

【摘要】：活性粉末混凝土（RPC）是一种通过采用高标号水泥、超细矿物掺合料、高效减水剂以及超细钢纤维等制备的高强度、高韧性、高耐久性材料，可以满足防护工程的需要。开展RPC冲击压缩性能的研究能够为采用该材料的防护工程设计和计算提供理论依据和性能参数，具有重要的意义。防护工程需要承受撞击或爆炸等冲击荷载的作用，研究材料的冲击压缩性能十分重要，基于此目的，本文采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对RPC进行冲击试验研究。 主要研究工作如下： 制备了掺有粉煤灰和硅灰、钢纤维体积率为0-5%的RPC，分析了各组分对RPC抗压强度的影响。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对掺入了钢纤维的RPC进行冲击试验研究。根据所获取的试验数据以及相关的理论分析钢纤维对RPC抗强冲击性能的影响。 采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对RPC在SHPB装置下的实验进行了数值仿真。通过试验与数值模拟结果的对比，两者相似性较好。 参考几种混凝土动态本构模型，，对混凝土的损伤演化进行了研究。通过对ZWT模型的改进，建立RPC损伤本构方程。 本文提供了RPC材料动态性能参数，对防护工程材料的选择具有一定的参考价值。
【图文】：

RPC 2 60 30 10 1：1.2 0.165 5.0RPC 3 55 35 10 1：1.2 0.165 5.02.3.2 RPC 试块的制备RPC 试块的制备在广州大学建筑材料实验室进行。本试验使用的搅拌机是SJD60 型单卧轴强制式混凝土搅拌机，其转速功率为 22KW，主轴的转速是 42转/每分，搅拌混凝土的额定搅拌量为 60L。具体操作过程如下。1、按计算用量称量水泥、粉煤灰、硅灰、石英砂，然后依次倒入混凝土搅拌机中，搅拌 2 分钟；2、先将高效减水剂称量好的水中，然后将 80%倒入混凝土搅拌机，搅拌 3分钟；3、一边搅拌一边用筛子（10mm）将钢纤维均匀筛入搅拌机中，并且将剩下的 20%的溶有高效减水剂的水倒入搅拌机中搅拌 3 分钟；4、入模，模具为 150mm×150mm×150mm，最后在振动台上振捣密实。RPC 制备工艺流程见图 2-1。

图 3-1 SHPB 实物整体Fig3-1 Whole view of SHPB图 3-2 SHPB 装置示意图Fig3-2 Sketch of SHPB equipment测速系统由一对平行光源和测速电路组成，主要测量子弹经过平行光源之间的时间，从而也就得到了子弹速度。应变信号采测装置有应变片、动态应变仪和智能测量分析仪组成，其功能是将杆中的应变信号转换成电信号存储下来，供计算机进行各种后处理。实验的基本原理是，高压氮气驱动子弹以一定的速度沿轴向撞击入射杆，在
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU528

【参考文献】

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本文编号：2525959