弹体侵彻混凝土靶三维细观数值模拟

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1、学兔兔www.xuetutu.com2014年第6期(总第296期)混凝土理论研究Number6in2014(TotalNo．296)ConcreteTHEoRETICALRESEARCHdoi：10．39698．issn．1002—3550．2014．06．005弹体侵彻混凝土靶三维细观数值模拟梁斌。王琪华。卢永刚(中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳621900)摘要：分析模拟混凝土细观结构对侵彻破坏影响，采用随机骨料模型，在前人研究的基础上，提出了一种新的混凝土三维凸型骨料的投放与生成方法一分区投放与射线延拓法，减小了骨料投放与生成所需的判别区域，改善了骨料随机投放过程中的效率

2、问题。采用背景网格划分法，使得三维数值建模与计算效率更高。在此基础上采用动力有限元程序开展了弹体侵彻混凝土细观数值模拟，相对于均质材料，由于骨料的存在引起的混凝土材料性能的不均匀性，从而对弹体侵彻性能影响的初步认识，研究结果为混凝土细观数值建模与弹体设计评估提供参考。关键词：混凝土；随机骨料；数值模拟；侵彻中图分类号：TU528．叭文献标志码：A文章编号：1002—3550(2014)06—0016—04Numericalsimulationofconcrete3Dmeso—mechanicalmodeSUbjectedtoprojectilepenetrationLIANGBin，WAN

3、GQihua，LUYonggang(InstituteofSystemsofEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China)Abstract：Thealgorithmofthree—dimensionalnumericalmodelformicro—SCaleconcretewasstudied．Athree—dimensionalrandomag—gregategeneratedandthrowerprogramiscompiledbyanewkindofalgorithmaccordingtoanaly

4、sisofrelatedalgorithmsbasedonthefor_mcrinvestigation．Whichcanreduceavoidtheconfineincalculation．Theeficientofthealgorithmisimprovedbyusingthesubareafillmethod．Theeficientofdgeneratewasimprovedbyusingthebackgrounddprojectionmethod．Theconcrete3-Dmesonumericalmodeofprojectilepenetrationwasestablished

5、bynonlineardynamicalanalysessoftware．Theresultsofnumeric~simulationforpene~a-tionconcreteindicatedthatmaterialheterogeneousWaSmainreasonforinfluencepenetrationperformancediferentfromisotropymateria1．Keywords：concrete；randomaggregate；numericalsimulation；penetration骨料随机投放算法。马怀发、WangZM闻、刘光廷、程伟0引言峰[1州

6、等进行了三维凸型混凝土骨料随机投放算法的研究，混凝土由于良好的物理力学性能以及原材料广泛，是取得了大量的研究成果。国内在弹体侵彻混凝土靶细观数民用和防护工程中运用最多的工程材料，也是武器研发中值建模和分析方面报道较少。本研究从混凝土细观数值建涉及较多的靶标，与之相关的侵彻破坏分析成为近期材料模出发，初步分析混凝土的非均匀性对动能弹侵彻性能以和武器研制人员研究的热点也是难点之一。在现有的混凝及靶体破坏特性的影响。土侵彻破坏分析中，一般假设混凝土为各向同性的均匀性1混凝土细观数值建模材料，但混凝土实际上是由骨料、砂浆和二者间的黏结带组成的三相复合材料【”，各组成相的力学性能存在一定的分析模型中

7、假设混凝土为三级级配，即假设混凝土中差异，具有明显的非均匀性和各向异性[2]。其非均匀性和各含三种直径(30、15、8m／n)的多边形骨料。混凝土靶的整向异性将影响动能弹的侵彻弹道。体尺寸为(500mmx250mmx2500mm)，骨料随机分布在随着大容量高速计算机的出现，基于细观层次上的数其空间范围内，在骨料外表面附着1mln厚的黏结区域，值模拟已成为可能，研究者在该领域开展了卓有成效的工空间的其余位置为砂浆。作。数值