基于FEM-SPH耦合法的弹丸侵彻钢纤维混凝土数值模拟

摘要：

针对有限元法(FEM)处理超大变形问题时所存在的困难,基于有限元与光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics:SPH)的耦合方法模拟了弹丸对钢纤维混凝土的侵彻破坏过程.其中弹丸作为刚体处理并划分成Lagrange标准有限元网格,而靶体中心部分划分成光滑粒子并经历大应变、高应变率和高压作用.为了描述钢纤维混凝土的非线性变形及断裂特性,在计算中引入了Holmquist-Johnson-Cook累积损伤材料模型.数值模拟结果形象再现了弹丸冲击作用下靶体材料破碎、飞溅成坑的物理过程,尤其靶表面碎片飞散的模拟情况与高速摄影照片符合较好,并且侵彻深度计算结果与实验数据具有较好的一致性,FEM-SPH耦合方法显示出了模拟侵彻问题的有效性.研究表明钢纤维能明显增强混凝土基体的抗侵彻性能,且随纤维含量的提高增强效果更佳.

关键词：钢纤维混凝土、侵彻、光滑粒子流体动力学、数值模拟

所属期刊栏目：29

分类号：O383;E932.2(爆炸力学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目10772198;北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室开放基金资助项目KFJJ03-5

在线出版日期：2010-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：69-74