钢纤维轻骨料混凝土抗冲击试验与抗爆炸仿真

基本信息
批准号:51478128
项目类别:面上项目
资助金额:83.00
负责人:焦楚杰
学科分类:
依托单位:广州大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:程从密,彭春元,何娟,刘启华,王永霞,李习波,申博,权长青,闫毅
关键词:
轻骨料冲击混凝土钢纤维爆炸
结项摘要

Quasi-static and impact test of steel fiber reinforced lightweight aggregate concrete (SFRLAC) will be conducted using MTS material testing machine and SHPB impact equipment, and the compressive strength, split tensile strength, and the stress-strain curves of SFRLAC at quasi-static and impact loading will be obtained from the test. Based on the experimental data, HJC constitutive model will be revised by the adding the reinforcing index, toughening index, and strain rate enhancement effect of steel fiber into the yield surface equation of HJC constitutive model, and defining the damage variable and evolution equation of HJC constitutive model, and the dynamic constitutive model of SFRLAC will be derivated consequently. Finite element software ABAQUS will be further developed with adding SFRLAC dynamic constitutive model into ABAQUS/Explicit by the user material subroutine interface VUMAT code. The impacting test of SFRLAC specimen will be simulated and the SFRLAC dynamic constitutive model will be be corrected, and the accuracy of the information in the FEA simulation will be verified by the actual examples. According to the anti-blasting experiments of SFRLAC block which research group had completed, and by the new dynamic constitutive model of SFRLAC, the behavior of SFRLAC blocks subjected to blast-loading will be simulated, and the blast-spalling formulas of SFRLAC will be brought forward , which aimed to calculate the minimum safety thickness of protective layer. The expected results of this research projects will be reference for designing of the SFRLAC infrastructure protection engineering.

拟采用MTS试验机和SHPB装置,对钢纤维轻骨料混凝土(SFRLAC)进行准静态和冲击试验,测试其抗压强度、抗拉强度、应力-应变全曲线。基于试验,参照HJC本构模型,通过在其屈服面方程中引入钢纤维增强增韧因子和对应变率增强效应进行修正,定义损伤变量及其演化方程,建立SFRLAC动态本构模型。对有限元软件ABAQUS进行二次开发,利用材料用户子程序接口VUMAT编写代码,将SFRLAC动态本构模型嵌入ABAQUS/Explicit中,对SFRLAC试件抗冲击过程进行仿真,通过实例完善SFRLCA本构模型、验证仿真过程的正确性。结合课题组前期进行的SFRLAC板的接触爆炸试验,利用新的SFRLAC动态本构模型,对SFRLAC板在爆炸荷载下的破坏过程进行仿真,并将计算结果和实测结果进行比较分析,提出爆炸震塌破坏公式,该公式旨在计算SFRLAC防护层最小安全厚度,可供采用该材料的防护工程设计参考。

项目摘要

采用MTS 试验机和SHPB 装置,对钢纤维轻骨料混凝土(SFRLAC)进行了准静态和冲击试验,测试了抗压强度、抗拉强度、应力-应变全曲线。基于试验,参照HJC 本构模.型,通过在其屈服面方程中引入钢纤维增强增韧因子和对应变率增强效应进行了修正,定义了损伤变量及其演化方程,建立了SFRLAC 动态本构模型。对有限元软件ABAQUS 进行了二次开发,利用材料用户子程序接口VUMAT 编写了代码,将SFRLAC 动态本构模型嵌入ABAQUS/Explicit 中,对SFRLAC 试件抗冲击过程进行了仿真,通过实例完善了SFRLCA 本构模型、验证仿真过程的正确性。结合课题组前期进行的SFRLAC 板的接触爆炸试验,利用新的SFRLAC 动态本构模型,对SFRLAC 板在爆炸荷载下的破坏过程进行了仿真,并将计算结果和实测结果进行比较分析,提出爆炸震塌破坏公式,该公式旨在计算SFRLAC 防护层最小安全厚度,可供采用该材料的防护工程设计参考。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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