干燥和饱和混凝土动态力学特性及其机理

采用分离式Hopkinson杆装置,对混凝土进行干燥和饱和状态下的SHPB实验,并与准静态实验进行对比。结果表明:干燥和饱和混凝土均具有明显的应变率效应,中等应变率条件下的应力应变曲线上升段比准静态的曲线陡;饱和混凝土动态强度提高的幅度接近干燥混凝土的2倍,具有更强的应变率敏感性;存在一个应变率临界值,仅当应变率大于临界值时,饱和混凝土的动态强度才大于干燥混凝土的的动态强度;基于实验结果,给出了不同饱和度混凝土强度与应变率的关系。     

一种新形式的钢纤维混凝土冲击动态本构关系及材料参数的确定

采用?75 mm大口径SHPB系统进行了钢纤维体积率为0%、0.75%、1.5%三种混凝土材料动态性能实验,得出了不同钢纤维含量、不同应变率下的材料应力-应变关系曲线,实验结果表明:随着纤维含量及应变率的增加,钢纤维混凝土材料的峰值应变、峰值应力都随之提高,并在峰值应力之后出现应力的应变软化现象。以此实验结果为基础,提出了一种依赖于应变和应变率相关函数的新型非线性黏塑性动态本构关系,并通过对实验曲线的三步逐次最小二乘优选模拟,得到了相应的材料参数。结果表明,该本构关系对实验数据的模拟效果较好。     

本构迭代算法在LS-DYNA中的嵌入

结合粘塑性本构理论,采用对商业软件LS-DYNA进行二次开发的方法将含损伤型Johnson-Cook本构模型嵌入商业有限元软件中,给出本构迭代算法和计算流程.并以平头和锥头两种弹形的高强度钢穿甲弹贯穿12 mm厚的Weldox靶板的实验为基础,进行数值模拟,实验结果和计算结果符合较好,表明给出的本构算法、含损伤型本构及损伤演化方程是合理可靠的.     

Lagrangian description of transport equations for shock waves in three-dimensional elastic solids

A set of transport equations for the growth or decay of theamplitudes of shock waves along an arbitrary propagation directionin three-dimensional nonlinear elastic solids is derived using theLagrangian coordinates.The transport equations obtained showthat the time derivative of the amplitude of a shock wave alongany propagation ray depends on (i) an unknown quantity immediatelybehind the shock wave,(ii) the two principal curvatures of theshock surface,(iii) the gradient taken on the shock surface ofthe normal shock wave speed and (iv) the inhomogeneous term.whichis related to the motion ahead of the shock surface.vanisheswhen the motion ahead of the shock surface is uniform.Severalchoices of the propagation vector are given for which the tran-sport equations can be simplified.Some universal relations,which relate the time derivatives of various jump quantities toeach other but which do not depend on the constitutive equationsof the material,are also presented.     

混凝土靶抗贯穿的一种新工程分析方法

在土盘模型的基础上,通过计入冲击波衰减的影响及改进浮动锁应变的计算,发展了一种对贯穿问题的新的工程分析方法。最后通过一些对混凝土靶贯穿的算例说明了方法的有效性和实用性。     

内爆加载下热塑性管壳的应力波演化与层裂效应研究

 在引入材料损伤软化、温度软化效应的基础上，对一维柱对称内聚爆加载管壳中应力波的传播、材料的变形和层裂问题开展了研究。成功地通过自编写有限元代码，完成了系列数值模拟计算，得到了管壁中与物理事实一致的应力波传播图像和材料的变形、损伤、层裂的发展规律，成功模拟了内聚爆加载管壳的多次层裂现象。     

玻纤增强复合材料高应变率拉伸实验研究

利用爆炸膨胀环实验技术,对玻璃纤维增强复合材料(GFRC)进行了高应变率(104s-1)下力学性能研究。实验中使用铜丝汽化引爆装药的方法对驱动环进行能量加载,并采用激光速度干涉仪(VISAR)测量试样环自由膨胀的质点速度,实现了玻璃纤维增强复合材料在104应变率下的一维拉伸破坏,并获取了该材料的速度时间曲线。经过计算得到了材料的应力应变关系,最后与该材料在准静态下、中高应变率下实验得到的数据进行了比较。     

铝锂合金材料损伤演化方程和层裂准则的研究

 通过平板撞击实验对铝锂合金层裂现象进行实验研究。以细观统计和唯象分析相结合的思想,提出了一种新的微孔洞型损伤演化方程,方程同时计及了孔洞长大、成核以及材料可压缩性的耦合效应对损伤演化的影响。在一维应变波模拟程序中嵌入考虑损伤演化影响的铝锂合金本构方程和状态方程,模拟平板撞击过程靶板自由面质点速度时程曲线,并与实验曲线相对比,得到了铝锂合金材料损伤演化方程及其层裂准则的相关参数。     

多功能布泊松比的实验研究

在现有泊松比测量理论的基础上,针对多功能布的特性,采用改装后的CCD技术对多功能布及其组成材料进行单轴拉伸实验和泊松比的测量与分析计算.结果表明:多功能布及其组成材料涤纶布、铁磁基聚酯膜、镀铝聚酯膜呈现明显的弹性,其弹性模量/泊松比分别为0.630 GPa/0.465,1.144 GPa/0.423,0.659 GPa/0.357和0.831 GPa/0.360.此方法对该类材料泊松比的测定有较好的效果,对相关材料泊松比的测量有一定的借鉴意义.     

基于主-次激波在变截面管中传播的数值模拟

采用二阶精度的单调迎风中心格式(MUSCL)和非结构自适应网格技术与有限体积形式,对轴对称变截面管道中基于主-次的爆轰波传播过程进行了数值模拟。结果表明,基于主-次的爆轰波传播至目标区时,冲击波流场均匀、稳定,波形良好;适当提高驱动段的爆炸能量,目标区能够获得预想的冲击波超压值和作用时间。