基于隨機(jī)骨料模型的混凝土抗侵徹性能的數(shù)值模擬研究.pdf

1、混凝土被廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁以及防護(hù)結(jié)構(gòu)等，由于混凝土在防護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的重要性，混凝土侵徹的研究受到廣泛專注?；炷敛牧系暮暧^力學(xué)性能主要由其細(xì)觀結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)直接或間接的決定，因此，混凝土細(xì)觀力學(xué)性能及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)成為研究混凝土力學(xué)性能的主要內(nèi)容之一?；炷恋募?xì)觀結(jié)構(gòu)一般認(rèn)為是由水泥砂漿、骨料、及其接觸的粘結(jié)界面組成的三相復(fù)合材料，其結(jié)構(gòu)性能表現(xiàn)的很復(fù)雜，目前混凝土侵徹模擬一直采用實(shí)體模型建模，并賦予其HJC本構(gòu)模型進(jìn)行模擬。然而，混凝

2、土實(shí)體模型不能完全表現(xiàn)其性能的復(fù)雜性，模擬結(jié)果與實(shí)際相差較大，導(dǎo)致數(shù)值模擬結(jié)果的可信度降低。由于混凝土內(nèi)部的骨料一般是不同形狀的石子，因而把骨料模擬為隨機(jī)三維多面體，更加接近實(shí)際。目前基于隨機(jī)骨料的混凝土研究主要集中在二維領(lǐng)域，三維的骨料模型還不夠完善。隨機(jī)骨料的研究從最初的二維圓形、橢圓形到正多邊形、隨機(jī)多邊形，從三維球體、橢球體到隨機(jī)多面體。通過對隨機(jī)骨料的研究，對混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)的性能更加了解。
　　本文主要工作如下：

3、　　1.釆用Matlab軟件，通過隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的思想，提出二維隨機(jī)
　　骨料的生成和投放方法，在此基礎(chǔ)上，編寫三維隨機(jī)骨料的生成程序，并生成不同體積率的凸多面體骨料；
　　2.提取不同體積率凸多面體骨料的參數(shù)信息，采用有限元軟件生成三
　　維隨機(jī)骨料模型，利用有限元軟件+進(jìn)行網(wǎng)格劃分，建立基于三維隨機(jī)骨料的混凝土模型。
　　3.主要建立了球頭彈、平頭彈、不同CRH卵形彈，以及不同侵徹角度
　　的卵形彈

4、對基于隨機(jī)骨料的混凝土靶體的侵徹模型，研究不同侵徹因素對混凝土靶體抗侵徹性能的影響。
　　4.采用有限元軟件 LS-DYNA對侵徹模型進(jìn)行求解計(jì)算，對計(jì)算結(jié)果
　　進(jìn)行分析。通過球頭彈和平頭彈侵徹混凝土靶體的侵徹深度、剩余速度、加速度-時(shí)間曲線、位移-時(shí)間曲線等，可知混凝土靶體抗平頭彈侵徹的性能較好。通過不同CRH卵形彈侵徹混凝土靶體的結(jié)果，可知隨著CRH的增大，混凝土靶體抗侵徹的性能越差。對于不同侵徹角度，隨著侵徹角度的增