SHPB冲击下水泥砂浆一维动态力学行为数值模拟及其损伤演化研究

"本文主要探讨了水泥砂浆一维应力SHPB冲击数值模拟的研究，由李英华、廖绍凯和蒲兴富三位学者在宁波大学力学与材料科学研究中心进行。他们利用SHPB压杆实验装置来深入研究水泥砂浆在动态冲击载荷下的力学行为，这是一种工程上常用且考虑损伤演化的ZWT本构方程，该方程能够描述水泥砂浆非线性粘弹性的响应特性。这种本构模型对于理解混凝土在高应变率下的性能至关重要，特别是在承受快速变化的冲击载荷，如地震、爆炸等情况下，混凝土的动态响应和损伤机制是结构安全的关键因素。 作者们通过对SHPB压杆实验数据的收集，结合实际工程中的应用需求，构建了一个考虑损伤演化和应变率相关的ZWT模型。这个模型被进一步应用到ANSYS有限元分析软件中进行数值模拟，目的是为了更准确地预测和模拟水泥砂浆在冲击载荷下的行为，以便于结构设计和安全评估。 混凝土作为常见的建筑材料，其在冲击载荷下的行为受到广泛关注，但现有的研究在速率依赖性本构关系和损伤演化的考虑上尚有不足。通过将实验数据与数值模拟相结合，本文旨在填补这一空白，为混凝土在极端条件下的行为提供了更为全面的理解，有助于提升结构工程的安全性和可靠性。 SHPB（Split-Hopkinson Pressure Bar）技术作为一种经典的冲击测试方法，其原理涉及压力脉冲在杆件间的传递和反射，使得研究人员能够有效地测量材料在瞬间受力情况。文中详细介绍了SHPB的起源和发展，以及它在测定材料动态应力-应变关系中的关键作用。 这篇首发论文通过实验证据和数值模拟，不仅深化了我们对水泥砂浆在冲击载荷下力学性能的认识，也为混凝土材料的动态本构模型提供了新的见解，对于未来在工程设计和灾害防治领域的应用具有重要意义。"