約束混凝土抗侵徹機(jī)理與工程模型研究.pdf

1、混凝土作為軍事和民用工程中應(yīng)用最為廣泛的建筑材料，其抗侵徹問題的研究具有重要意義。約束混凝土的抗侵徹能力優(yōu)于無約束混凝土，然而目前有關(guān)約束混凝土抗侵徹性能和機(jī)理的研究較少。本文基于現(xiàn)有混凝土侵徹試驗，采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，開展了剛性彈侵徹約束混凝土厚靶問題研究，為約束混凝土在遮彈結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供了理論支撐，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本文主要內(nèi)容如下：
　　1、提出了一個剛性彈侵徹半無限混凝土靶工程模型。針對Moh

2、r-Coulomb屈服準(zhǔn)則和Griffith準(zhǔn)則的局限性，提出了粉碎區(qū)混凝土采用Hoek-Brown準(zhǔn)則的空腔膨脹模型，得到了靜阻力的解析解，建立了新的半無限混凝土侵徹深度工程模型。與現(xiàn)有典型侵徹試驗和侵徹深度公式對比表明：本文提出的基于Hoek-Brown準(zhǔn)則的球腔公式普適性較好，且在理論性上更具優(yōu)勢。
　　2、建立了約束混凝土的準(zhǔn)靜態(tài)柱形和球形空腔膨脹理論?；趶较蚴軓椥约s束的有限直徑模型和Hoek-Brown準(zhǔn)則，得到了約束

3、混凝土柱形和球形空腔準(zhǔn)靜態(tài)膨脹的解析解。通過算例，分析了空腔膨脹過程以及各影響因素，結(jié)果表明：約束混凝土的空腔膨脹過程不同于半無限混凝土介質(zhì)，其空腔壁壓力在膨脹過程中不斷變化，約束剛度越大，對應(yīng)的壓力值越大，且約束效應(yīng)對低強(qiáng)度混凝土的作用更明顯。
　　3、分析了約束混凝土抗長桿彈侵徹機(jī)理。運用 ANSYS/LS-DYNA有限元軟件，對文獻(xiàn)長桿彈侵徹混凝土靶試驗進(jìn)行了數(shù)值模擬，確定了合理的數(shù)值模型和參數(shù)；變化撞擊速度和鋼管約束混凝土

4、厚靶半徑、鋼管壁厚，深入分析了鋼管約束混凝土抗長桿彈侵徹機(jī)理。結(jié)果表明，提高約束剛度可有效減小侵徹深度，但是當(dāng)鋼管壁厚或靶徑大到一定程度時，約束剛度對侵徹深度影響不大。另外，在隧道侵徹階段，侵徹阻力基本為常數(shù)，且與撞擊速度關(guān)系并不密切。
　　4、分別建立了硬芯槍彈和剛性長桿彈侵徹約束混凝土工程模型。將約束混凝土空腔膨脹理論解應(yīng)用于硬芯槍彈侵徹約束混凝土厚靶，得到了硬芯槍彈侵徹深度預(yù)測公式。基于長桿彈侵徹約束混凝土靶的數(shù)值模擬，建立