基于細觀層次的混凝土SHPB實驗數(shù)值模擬研究.pdf

1、混凝土因其優(yōu)良的力學性能在當今各類建筑工程中使用非常廣泛?；炷猎诠ぷ鲿r除了承受靜荷載作用外，還要承受碰撞沖擊、爆炸等動態(tài)荷載的作用，特別是如橋墩、水壩、礦山安全支護工程及軍事防護工程等，關系民生和國家安全。研究其在沖擊荷載作用下的力學性能以及破壞過程和破壞準則就顯得愈加重要和迫切。
　　以往的研究大多將混凝土視為平均化和均勻化的宏觀連續(xù)體，而實際上混凝土材料內(nèi)部包括粗骨料、水泥砂漿、骨料周圍薄弱的界面過渡區(qū)、孔隙及裂紋等，呈現(xiàn)出

2、多相不均性，特別是在高速動力作用下，各相介質(zhì)對混凝土性能的影響將會被凸顯?；羝战鹕?SHPB)實驗是研究混凝土動態(tài)性能使用最為廣泛的一種方法，許多混凝土動態(tài)特性研究成果都在該實驗下誕生或被驗證。因此，論文從細觀角度出發(fā)，研究混凝土中骨料粒徑和含量、砂漿強度、界面等對霍普金森(SHPB)實驗結(jié)果的影響，具有重要的價值和意義。
　　參閱國內(nèi)外大量文獻，歸納總結(jié)影響混凝土動態(tài)強度的主要因素。在此基礎上運用顯示動力分析軟件 ANSYS/L

3、S-DYNA，圍繞各相介質(zhì)對混凝土動強度的敏感性展開工作。具體工作如下：
　　(1)采用蒙特卡羅方法，產(chǎn)生骨料顆粒在試件中的隨機位置，建立了圓柱體兩相和三相細觀數(shù)值模型，實現(xiàn)有限元網(wǎng)格自動剖分，自動識別各種單元材料并賦值。
　　(2)通過實驗和理論研究，分別推導出有效的骨料和砂漿 HJC本構(gòu)模型參數(shù)。
　　(3)建立混凝土 SHPB計算模型，結(jié)合一維應力波理論基礎和混凝土強度的率相關特性，驗證模型的有效性。