考虑端部摩擦约束的混凝土SHPB试验细观数值模拟.pdfVIP

学兔兔 学兔兔 格划分较粗 。混凝土试件的模型包括了骨料、砂浆和界面 式中：aos~a1，、口2，——方程的三个参数。 过渡区(ITZ)的三相混合细观模型。所用的试件直径 屈服面位于极限强度面和失效强度之间，则 ,,／70．0mm，长 度 为 35．0mm。试 件单 元 网格 大小 为 仃vie1d=盯faiIed+11(盯 一crfailed) 0．2mm。为了减小计算量，这里采用了12／模型，在对称轴 式中：参数 是入的函数，函数 ()从初始值增加到 1， 上施加了对称边界约束条件。杆与试件之间的接触类型选 表示从初始条件达到极限强度面，从 1减小到0表示软化 择面面 自动接触，在接触面之间加入摩擦，摩擦系数为0． 阶段。函数 通过下面的方程来描述 ： 28，子弹与入射杆的接触摩擦系数设置为0。接触算法选择 A = + 罚函数法，接触刚度罚函数因子选择为0．5。 入射杆与透射杆均采用线弹性钢的本构模型。混凝土 式中：d——有效塑性应变增量， =~／(2／3)8PP 试件由三相组成，由于骨料变形相对其他组分来说较小， — — 拉伸截断强度，。=1．7(L／(一a。)) ， 因此选择线性状态方程；砂浆采用多孔材料模型；另外界 — — 未约束的抗压强度。 ． 面过渡区(ITZ)强度较低、不均匀，且也呈现多孑L的特性， 因此 ITZ部分也采用多孔材料模型。各个组成部分的材料 3 数值计算 参数如表 1所示。 为了验证所建立的模型合理有效，本试验将模型计算 表 1 材料参数模型 结果与SHPB试验结果进行了对比，数值计算中摩擦系数 通过试验测量得到，约为0．28。具体的对比图如图3所示， 图中红色曲线表示数值模拟曲线，黑色线表示试验结果曲 线。从两条曲线对比结果可以看出，在上升阶段两者吻合 的比较好 ，峰值应力和达到峰值应力的应变值均差别很 小。但是，在下降段两者有一定的差别，试验的下降段比数 值模拟下降慢，这可能是 由于试验 中混凝土在破坏 以后， 混凝土之间的残余强度仍然较高，而数值模拟中对混凝土 破坏后的残余强度估计不足造成的，但是残余强度与混凝 2 损伤失效模型