钢管约束混凝土抗侵彻机理的数值模拟

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1、振动与冲击第３４卷第１１期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫＶｏｌ．３４Ｎｏ．１１２０１５钢管约束混凝土抗侵彻机理的数值模拟１１，２１１１蒋志刚，甄明，刘飞，谭清华，宋殿义（１．国防科学技术大学指挥军官基础教育学院交通工程运输系，长沙４１００７２；２．航天科学与工程学院，长沙４１００７２）摘要：基于侵彻试验，运用ＬＹＤＹＮＡ软件，有限元法和光滑粒子法相结合，采用混凝土连续帽盖模型，对１２．

2、７ｍｍ穿甲弹侵彻小直径钢管约束混凝土厚靶机理进行了数值模拟研究。研究表明：数值模拟结果与侵彻试验吻合较好，可较好地反映钢管约束混凝土靶核心混凝土侧面环向裂纹；钢管对核心混凝土的约束作用主要发生在弹丸扩孔过程；核心混凝土侧面环向裂纹的形成是入射压缩波与靶体背面反射拉伸波及钢管约束效应共同作用的结果；钢管约束混凝土靶的抗侵彻能力优于无钢管约束混凝土靶。关键词：防护工程；约束混凝土；侵彻机理；数值模拟中图分类号：Ｏ３８３；ＴＢ３３文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１５．１１．００１

3、Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａｎｔｉｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ１１，２１１１ＪＩＡＮＧＺｈｉｇａｎｇ，ＺＨＥＮＭｉｎｇ，ＬＩＵＦｅｉ，ＴＡＮＱｉｎｇｈｕａ，ＳＯＮＧＤｉａｎｙｉ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＢａｓｉｃＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖ．ＯｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＵ

4、ｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｔｅｓｔｓ，ｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｔａｒｇｅｔｓａｇａｉｎｓｔ１２．７ｍｍａｒｍｏｒｐｉｅｒｃｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅ（ＡＰＰ）ｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈＬＹＤＹＮＡｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｍｏｏｔｈｐａｒｔｉｃｌｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ

5、ｓｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅＣＳＣＭ＿ＣＯＮＣＲＥＴＥｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｇｒｅｅｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａ，ｔｈｅｙｃａｎｂｅｔｔｅｒｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｈｏｏｐｃｒａｃｋｓｏｎｓｉｄｅｆａｃｅｓｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｔｈｅｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｏｆｓｔｅｅｌｔｕｂｅｏｎｔｈｅｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｉｎｕｒｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｅｘｐａｎｄｉ

6、ｎｇ；ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｏｏｐｃｒａｃｋｓｏｎｓｉｄｅｆａｃｅｓｏｆｔｈｅｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｉｓｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｔｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｗａｖｅ，ｒｅｆｌｅｃｔｅｄｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇｗａｖｅｆｒｏｍｔａｒｇｅｔｂａｃｋｆａｃｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｔｕｂｅ；ｔｈｅａｎｔｉｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｔａｒｇｅｔｉｓｈｉｇｈ

7、ｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｎｏｒｍａｌｃｏｎｃｒｅｔｅｔａｒｇｅｔｗｉｔｈｏｕｔｓｔｅｅｌｔｕｂｅｃｏｎｆｉｎｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｃｏｎｆｉｎｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ钢管混凝土已广泛应用于受压为主的柱、拱等构了弹丸侵彻钢管约束混凝土的过程和钢管的约束作［１］［２］件。许多学者对钢管混凝土的静力性能、抗冲击用，揭示了钢管约束混凝土的抗侵彻机理。［３］［４］性能和抗爆性能进行了研究，但对其抗侵彻性能

8、１侵彻试验简介和机理研究很少。本文进行了１２．７ｍｍ穿甲弹侵彻小直径钢管约束混凝土厚靶试验，表明钢管约束混凝土为了探索约束混凝土的抗侵机理，并为数值模拟靶的抗侵彻性能优于无钢管约束混凝土靶，且发现在提供依据，进行了Ｑ２３５钢管约束混凝土和ＰＶＣ管混弹丸高速冲击下，钢管约束混凝土靶的核心混凝土侧凝土厚靶侵彻试验，详细情况见文献［８］。试验弹丸为［９］面形成了现有混凝土靶侵彻试验中没有见到过的环向１２．７ｍｍ穿甲弹，