LS-DYNA模拟混凝土SHPB主动围压实验研究

"混凝土材料SHPB主动围压实验的数值模拟 (2012年)" 本文是一篇关于混凝土材料在动态加载下力学性能研究的自然科学论文。作者利用LS-DYNA这一高级有限元分析软件，结合混凝土的HJC动态本构模型，对直径为74毫米的分离式变截面霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）实验进行了数值模拟。霍普金森压杆实验是一种广泛用于研究材料动态响应的技术，尤其是对于混凝土这类脆性材料。 在SHPB实验中，主动围压是指在试件周围施加恒定的压力，以模拟实际工况中的内部约束条件。文章通过在试件径向施加恒定压力来模拟主动围压，这种方法可以确保围压值在整个实验过程中保持恒定且均匀。通过对试件单元的压力时间历程曲线分析，作者证明了所采用的模拟方法能够有效地再现SHPB实验中的主动围压效应。 在数值模拟过程中，为了减小误差并提高模拟精度，作者采用了弥散较小的三角形速度波加载。同时，通过分析波形良好的入射波和透射波，重构了混凝土在不同围压条件下的应力-应变曲线。这些曲线揭示了混凝土在主动围压下的力学行为变化，包括峰值应力、对应峰值应力的应变以及材料的韧性等参数。 研究发现，随着围压的增加，混凝土的峰值应力、对应的应变值以及韧性均呈现上升趋势。这一结果与理论预期相吻合，说明主动围压可以增强混凝土的动态强度和变形能力。这为理解和预测混凝土在高应变率条件下的行为提供了重要的理论依据，对于工程设计和结构安全评估具有实际意义。 关键词涉及SHPB实验技术、主动围压效应、HJC动态本构模型、应力-应变曲线以及应变率。这些关键词突出了研究的核心内容和技术手段，显示了作者对混凝土动态力学性能研究的深入理解及其在数值模拟领域的专业能力。 这篇论文通过数值模拟探讨了混凝土在动态加载和主动围压下的力学性能，为材料科学和土木工程领域的研究人员提供了有价值的参考。