资源描述：
《混凝土动态损伤与失效模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第1期兵工学报Vol.27No.12006年1月ACTAARMAMENTARIIJan.2006混凝土动态损伤与失效模型金乾坤(北京理工大学软件学院,北京100081)摘要:在TCK模型的基础上开发了一个用于混凝土或钢筋混凝土碰撞或侵彻的损伤模型。模型分成两部分考虑:拉伸损伤用TCK模型描述,剪切部分则采用RHT模型。模型考虑了应变硬化、压力和J3相关的失效面、软化、拉伸损伤、压缩损伤和应变率效应。利用LS2DYNA程序的用户自定义材料模型开发并实现了模型算法,并用有关混凝土侵彻试验结果对模型参数进行了标定。计算结果表明,
2、采用该模型可以较好地模拟混凝土或钢筋混凝土的碰撞或侵彻过程中开坑、穿孔和弹体穿孔后的孔壁剥离现象,对剩余速度的预测较为准确。关键词:爆炸力学;混凝土;侵彻;损伤模型;数值仿真;应变率效应中图分类号:O385文献标志码:A文章编号:100021093(2006)0120010205DynamicDamageandFailureModelforConcreteMaterialsJINQian2kun(SchoolofSoftware,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)Ab
3、stract:Anewdynamicdamageandfailuremodelformodelingpenetrationintoconcreteorrein2forcedconcretematerialsispresentedbasedonTCKdamagemodel.Themodelincludestwoparts:tensiledamagedescribedbyTCKmodelandshearfailurebyRHTmodel.Nonlinearstrainhardening,pressureandJ3dependentfa
4、iluresurface,strainsoftening,tensileandcompressivedamageandstrainrateeffectsareaccountedinthemodel.ThemodelisimplementedthroughauserdefinedmaterialmodelinLS2DYNA.Themodelparametersarecalibratedandvalidatedbythedatafromrelatedcon2cretepenetrationtests.Thecalculatedresu
5、ltshowsthatthemodelcanpredictcraters,perforationandpostperforationscabbingfromtheinnerfaceoftunnelandbackfaceoftargetduringpenetrationintoconcreteorreinforcedconcretematerials.Thecalculatedresidualvelocityofthepenetratoragreeswellwiththetestdata.Keywords:explosivemech
6、anics;concrete;penetration;damagemodel;numericalsimulation;strainrateeffect平均拉应力、裂纹密度和体积应变率有关,该模型可0引言以较好地反映开坑、裂纹扩展,但是未考虑压缩损伤弹体侵彻或贯穿混凝土或钢筋混凝土坚硬目标累积,致使计算的剩余速度偏差较大。HJC模型较的数值仿真研究越来越受到关注,其中混凝土的动好地考虑了压缩强度的压力相关性、应变率效应和态损伤和失效模型以及开发相应的数值算法为热点压缩损伤累积,但未考虑应变硬化、软化和应力偏量[1-2][3][4]课
7、题,相继出现了TCK、HJC、RHT等数值第3不变量的影响。RHT模型则综合考虑了应变模型。TCK模型以脆性拉伸损伤为主,损伤演化与硬化、失效面、软化、压缩损伤和应变率效应,但它未收稿日期:2005-07-11第1期混凝土动态损伤与失效模型11考虑拉伸损伤。HJC和RHT模型以压缩损伤演化2(1-Q2)cosφ+(2Q)4(1-Q2)cos2φ-4Q222-122+5Q2为主,用于弹体侵彻或贯穿混凝土或钢筋混凝土的222,4(1-Q2)cosφ+(1-2Q2)数值仿真,预测的剩余速度较为准确,但未考虑拉伸(9)损伤,不能准确地模拟
8、裂纹扩展及开坑现象。33J3本文综合TCK模型和RHT模型的各自优势,cos(3φ)=2J3/2,(10)2开发了一个拉压动态损伤模型用于混凝土或钢筋混3Q2=Q0+Bqp.(11)凝土的侵彻数值计算。利用LS2DYNA程序的用户其中:fc是单轴压
