運用經(jīng)典的顯式非線性動力分析軟件ANSYS/LS-DYNA,分析了1/7.5縮尺飛機模型撞擊鋼板混凝土墻的沖擊實驗。選用兩種不同的混凝土材料本構(gòu)模型（Winfrith模型、CSCM模型）模擬混凝土的非線性破壞過程,將鋼板混凝土墻的破壞模式以及飛機模型的殘余速度等與實驗結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明,有限元分析結(jié)果與實驗吻合較好,且Winfrith材料模型能夠更好地模擬混凝土的大應(yīng)變、高應(yīng)變率的非線性性能,驗證了鋼板混凝土墻和飛機材料本構(gòu)模型的選取以及整個分析方法的適用性和有效性。 

【文章來源】：爆炸與沖擊. 2015,35(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖３引擎的速度曲線Ｆｉｇ．３Ｖｅｌｏｃｉｔｙｃｕｒｖｅｓｏｆｅｎｇｉｎｅ

３．１ＦＳＣ６０墻當飛機模型以１５２ｍ／ｓ的速度垂直撞擊ＦＳＣ６０墻時，飛機穿透ＦＳＣ６０墻的破壞過程見圖４；ＦＳＣ６０墻的前部與背部破壞模式的數(shù)值模擬和實驗結(jié)果分別見圖５～６。數(shù)值分析結(jié)果表明，ＦＳＣ６０墻被撞擊穿透，背部貫穿孔徑略大于前部，呈錐形沖切破壞，兩種材料模型計算的背部孔直徑均約為５１ｃｍ，與實驗結(jié)果５５ｃｍ相近。通過表１可見，采用ＭＡＴ８４和ＭＡＴ１５９材料模型墻的破壞模式和引擎、混凝土碎片的殘余速度均與實驗結(jié)果相當。圖４飛機模型和ＦＳＣ６０墻的破壞過程Ｆｉｇ．４ＦｒａｃｔｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｉｒｃｒａｆｔｍｏｄｅｌａｎｄＦＳＣ６０ｗａｌｌ２２４爆炸與沖擊第３５卷

圖５ＦＳＣ６０墻的數(shù)值模擬結(jié)果Ｆｉｇ．５ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆＦＳＣ６０ｗａｌｌ圖６ＦＳＣ６０墻的實驗結(jié)果Ｆｉｇ．６ＴｈｅｉｍｐａｃｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆＦＳＣ６０ｗａｌｌ３．２ＦＳＣ８０墻當飛機模型以１４６／ｓ的速度垂直撞擊ＦＳＣ８０墻時，飛機穿入ＦＳＣ８０墻的破壞過程見圖７；ＦＳＣ８０墻的前部與背部破壞與變形模式的數(shù)值模擬和實驗結(jié)果分別見圖８～９。數(shù)值分析結(jié)果表明，ＦＳＣ８０墻未被撞擊穿透，墻中心區(qū)域的前部鋼板局部變形損壞，背部鋼板發(fā)生彎曲變形，與實驗結(jié)果一致；通過圖８可見，采用ＭＡＴ８４材料模型計算的背部鋼板的變形區(qū)域（即剪力釘失效區(qū)域）比ＭＡＴ１５９計算的區(qū)域偏大。沖擊實驗后，整個飛機模型的破壞形式與有限元數(shù)值分析的飛機模型破壞形式對比見圖１０，整個機身完全損壞，引擎嚴重變形，與實驗結(jié)果一致。背部鋼板的位移時程曲線見圖１１，結(jié)合表１顯示，采用ＭＡＴ８４材料模型計算的墻背部鋼板的最大位移和殘余位移較實驗結(jié)果略偏大，ＭＡＴ１５９的計算結(jié)果比實驗結(jié)果略偏小，主要是由于ＭＡＴ１５９材料模型比ＭＡＴ８４偏剛性。圖７飛機模型和ＦＳＣ８０墻的破壞過程Ｆｉｇ．７ＦｒａｃｔｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｉｒｃｒａｆｔｍｏｄｅｌａｎｄＦＳＣ８０ｗａｌｌ圖８ＦＳＣ８０墻的數(shù)值模擬結(jié)果Ｆｉｇ．８ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆＦＳＣ８０ｗａｌｌ２２５第２期朱秀云，等：基于ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ的鋼板混凝土墻沖擊實驗的有限元分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于荷載時程分析法的鋼筋混凝土與鋼板混凝土墻沖擊響應(yīng)對比分析[J]. 朱秀云,潘蓉,林皋,胡勐乾.  振動與沖擊. 2014(22)



本文編號：2960901