本文關鍵詞： 隨機骨料 混凝土 侵徹 數(shù)值模擬　出處：《太原理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：混凝土被廣泛應用于建筑、橋梁以及防護結構等,由于混凝土在防護結構中應用的重要性,混凝土侵徹的研究受到廣泛專注�；炷敛牧系暮暧^力學性能主要由其細觀結構的力學性質(zhì)直接或間接的決定,因此,混凝土細觀力學性能及其結構特點成為研究混凝土力學性能的主要內(nèi)容之一�；炷恋募氂^結構一般認為是由水泥砂漿、骨料、及其接觸的粘結界面組成的三相復合材料,其結構性能表現(xiàn)的很復雜,目前混凝土侵徹模擬一直采用實體模型建模,并賦予其HJC本構模型進行模擬。然而,混凝土實體模型不能完全表現(xiàn)其性能的復雜性,模擬結果與實際相差較大,導致數(shù)值模擬結果的可信度降低。由于混凝土內(nèi)部的骨料一般是不同形狀的石子,因而把骨料模擬為隨機三維多面體,更加接近實際。目前基于隨機骨料的混凝土研究主要集中在二維領域,三維的骨料模型還不夠完善。隨機骨料的研究從最初的二維圓形、橢圓形到正多邊形、隨機多邊形,從三維球體、橢球體到隨機多面體。通過對隨機骨料的研究,對混凝土細觀結構的性能更加了解。本文主要工作如下:1.懫用Matlab軟件,通過隨機函數(shù)產(chǎn)生隨機數(shù)的思想,提出二維隨機骨料的生成和投放方法,在此基礎上,編寫三維隨機骨料的生成程序,并生成不同體積率的凸多面體骨料;2.提取不同體積率凸多面體骨料的參數(shù)信息,采用有限元軟件生成三維隨機骨料模型,利用有限元軟件+進行網(wǎng)格劃分,建立基于三維隨機骨料的混凝土模型。3.主要建立了球頭彈、平頭彈、不同CRH卵形彈,以及不同侵徹角度的卵形彈對基于隨機骨料的混凝土靶體的侵徹模型,研究不同侵徹因素對混凝土靶體抗侵徹性能的影響。4.采用有限元軟件LS-DYNA對侵徹模型進行求解計算,對計算結果進行分析。通過球頭彈和平頭彈侵徹混凝土靶體的侵徹深度、剩余速度、加速度-時間曲線、位移-時間曲線等,可知混凝土靶體抗平頭彈侵徹的性能較好。通過不同CRH卵形彈侵徹混凝土靶體的結果,可知隨著CRH的增大,混凝土靶體抗侵徹的性能越差。對于不同侵徹角度,隨著侵徹角度的增大,混凝土靶體抗侵徹性能越好。
[Abstract]:Concrete is widely used in buildings, bridges and protective structures, because of the importance of concrete in the application of protective structures. The study of concrete penetration has been widely focused. The macroscopic mechanical properties of concrete materials are mainly determined directly or indirectly by the mechanical properties of its meso-structure. The meso-mechanical properties of concrete and its structural characteristics have become one of the main contents of studying the mechanical properties of concrete. The meso-structure of concrete is generally considered to be composed of cement mortar and aggregate. The structure and performance of the three-phase composite composed of bonded interface and its contact are very complicated. At present, the concrete penetration simulation has been modeled by solid model and given its HJC constitutive model to simulate. However. The concrete solid model can not completely express the complexity of its performance, and the simulation results are different from the actual results, which leads to the reduction of the credibility of the numerical simulation results. Because the aggregate inside the concrete is generally different shapes of stone. Therefore, the aggregate is simulated as a random three-dimensional polyhedron, which is closer to the reality. At present, the research of concrete based on random aggregate is mainly focused on the two-dimensional field. The three-dimensional aggregate model is not perfect. The research of random aggregate from the initial two-dimensional circular, elliptical to regular polygon, random polygon, from three-dimensional sphere. From ellipsoid to random polyhedron. Through the study of random aggregate, the performance of concrete mesoscopic structure is better understood. The main work of this paper is as follows: 1. Use Matlab software. Based on the idea of generating random number by random function, the method of generating and dropping two-dimensional random aggregate is put forward. On this basis, the program of generating 3D random aggregate is written, and the convex polyhedron aggregate with different volume rate is generated. 2. Extracting the parameter information of convex polyhedron aggregate with different volume rate, using finite element software to generate three-dimensional random aggregate model, and using finite element software to mesh. The concrete model based on 3D random aggregate is established. 3. The spherical projectile, flat projectile and different CRH oval projectile are established. And the penetration model of concrete target based on random aggregate with different penetration angles. The influence of different penetration factors on the penetration resistance of concrete target is studied. 4. The finite element software LS-DYNA is used to solve the penetration model. Through the penetration depth, residual velocity, acceleration time curve, displacement time curve and so on. Through the results of different CRH oval projectiles penetrating into concrete target, we can know that with the increase of CRH, the penetration resistance of concrete target is better. The worse the anti-penetration performance of concrete target is, the better the anti-penetration performance of concrete target is with the increase of penetration angle.
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ410;TU528

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本文編號：1449718