• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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刚性平头弹正侵彻钢筋混凝土靶的阻力模型
刘永佑, 杨华伟, 张杰, 王志勇, 王志华
2020, 40(3): 033301. doi: 10.11883/bzycj-2018-0389
本文基于素混凝土侵彻理论,将钢筋混凝土中钢筋的失效模式简化为弯曲剪切失效后,建立了刚性平头弹侵彻钢筋混凝土靶的阻力模型,侵彻深度的计算结果与Young公式吻合良好,表明本文提出的理论模型可较为合理地预测侵彻深度。进一步分析了不同着靶点的位置对弹体侵彻的影响,结果表明:当弹体直径与钢筋网眼尺寸的比值小于1时,弹体撞击到网眼中心处侵彻深度最大;当弹体直径与网眼尺寸的比值大于1时,最不利着靶点位置视其比值而定。最后,基于防护角度的最不利工况,建立了侵彻深度的工程计算公式。
关键词: 侵彻, 钢筋混凝土, 弯曲剪切失效, 阻力模型
混凝土三维细观模型的建模方法与力学特性分析
张煜航, 陈青青, 张杰, 王志勇, 李志强, 王志华
2019, 39(5): 054205. doi: 10.11883/bzycj-2018-0408
根据混凝土材料的细观组成和结构特点,基于三维Voronoi图形提出了一种简单高效的混凝土细观模型生成方法,利用塑性损伤模型对该细观模型进行了单、多轴应力状态下的准静态分析以及SHPB动态有限元分析。结果表明,数值模拟得到的应力应变曲线和破坏模式与实验结果基本吻合,本文中提出的混凝土三维细观模型可较好地模拟混凝土的静、动态力学特性,为进一步从细观力学角度研究混凝土损伤演化规律和破坏机理提供了模型基础。
关键词: 混凝土, 三维细观模型, Voronoi图形, 黏接界面层, 静力特性
爆炸载荷作用下具有可折叠芯层夹芯梁的动态响应
张培文, 李世强, 王志华, 赵隆茂
2018, 38(1): 140-147. doi: 10.11883/bzycj-2017-0017
基于目前研究最广泛的刚性折纸(Tachi-origami)样式,通过改变其初始折叠角度构建出4种不同的蜂窝胞元,并且通过排列分布将其组成夹芯梁。采用商用有限元软件Abaqus/explicit对准静态和爆炸载荷作用下可折叠芯层夹芯梁的力学响应进行研究,分析可折叠芯层的泊松比变化规律、夹芯梁背板挠度以及能量吸收机理;并将夹芯梁与等质量的实体梁进行对比。采用后面板最大挠度作为抗爆性能的评价,结果发现:可折叠芯层在准静态载荷下具有一定的负泊松比效应;夹芯梁的抗爆性能优于实体梁,曲边蜂窝的初始折角对其作为芯层夹芯梁的抗爆性能有较大影响,随着初始折角的逐渐增大,其抗爆性能逐渐下降;当初始折角为直角时对应于方孔直边蜂窝,其抗爆性能最差。
关键词: 可折叠曲边蜂窝, 夹芯梁, 动态响应, 能量吸收
编织Kevlar/Epoxy复合材料层合板在冲击荷载下的动态响应
马小敏, 李世强, 李鑫, 王志华, 吴桂英
2016, 36(2): 170-176. doi: 10.11883/1001-1455(2016)02-0170-07
通过编织Kevlar/Epoxy复合材料层合板的平头弹冲击实验,分析了结构在不同冲量下的变形失效模式以及结构的抗冲击性能。实验表明复合板的变形失效模式主要表现为:(1)弹性变形;(2)复合板表面嵌入失效及整体塑性大变形;(3)背面纤维拉伸断裂及分层失效。基于实验研究,运用LS-DYNA 971有限元程序对铺层数不同的复合板在冲击载荷作用下的动态响应过程进行了数值模拟,模拟结果与实验吻合较好,子弹作用区域边缘处首先发生近似圆形的嵌入失效,而在板背面发生近似正方形的破坏区域;计算中重点分析了铺层数对结构动力响应的影响,在一定冲量范围内,通过对铺层数的优化,能够有效地减小后面板挠度,提高结构的能量吸收效率,增强结构的抗冲击性能。
关键词: 固体力学, 动态响应, 冲击荷载, Kevlar/Epoxy复合材料层合板
梯度蜂窝夹芯板在爆炸荷载作用下的动力响应
李世强, 李鑫, 吴桂英, 王志华, 赵隆茂
2016, 36(3): 333-339. doi: 10.11883/1001-1455(2016)03-0333-07
利用弹道冲击摆锤系统对分层梯度蜂窝夹芯板在爆炸荷载下的动力响应进行了实验研究,分析了梯度蜂窝夹芯板在爆炸荷载作用下的变形失效模式,并与传统非梯度蜂窝夹芯板的抗爆性能做了对比。通过一维应力波理论,分析了应力波在梯度芯层中的传播规律。应力波透射系数在梯度试件中比非梯度芯层中小,而且相对密度递减的芯层组合有最小的应力波透射系数。综合考虑结构变形失效模式,后面板挠度,芯层压缩量以及应力波传播特点得到:分层梯度蜂窝夹芯板的抗爆性能明显优于传统的非梯度夹芯板,在所研究的荷载范围内,芯层相对密度从大到小排列试件的抗爆性能相对较好。
关键词: 爆炸力学, 动力响应, 爆炸荷载, 蜂窝夹芯板, 功能梯度材料