混凝土被动围压SHPB试验应力增强效应模拟研究

"这篇论文是2011年发表在《中北大学学报（自然科学版）》第32卷第2期上的一篇研究，主要探讨了混凝土材料在准一维应变下被动围压SHPB（Split Hopkinson Pressure Bar）试验中的应力增强效应。作者团队使用了量纲分析和有限元计算方法，定义了应力增强系数来描述这一效应，并通过LS-DYNA软件分析了不同材料和尺寸的围压套筒对试验结果的影响。研究还涉及了摩擦系数变化对应力峰值的效应。" 正文: 该研究聚焦于混凝土在准一维应变条件下的动态响应，特别是在被动围压环境下。被动围压是指在试件周围施加的压力，这种压力可以影响材料的力学性能，例如增加材料的强度和延展性。SHPB试验是一种常用的实验技术，用于测量材料在高速冲击下的动态力学性质。 量纲分析是理解复杂物理现象的基础工具，通过这种方法，研究者可以简化问题并提取出关键的无量纲参数。在本文中，量纲分析被用来揭示混凝土在SHPB试验中的应力增强效应，这是一个重要的发现，因为它可以帮助理解和预测材料在动态加载时的行为。 有限元计算则是模拟实验过程的关键手段。通过LS-DYNA这一高级非线性有限元软件，研究人员分析了不同材质和尺寸的围压套筒对混凝土试件应力峰值的影响。具体来说，他们发现应力峰值与套筒的弹性模量比、厚度半径比成正比，与间隙半径比成反比。这意味着套筒的物理属性对测试结果有显著影响。 此外，摩擦系数也是一个不容忽视的因素。研究表明，试件与压杆、试件与套筒之间的摩擦力会改变应力传递效率，从而影响应力峰值。这为优化实验条件提供了依据，以更准确地获取混凝土的动态力学性能。 这项研究不仅深化了我们对混凝土在动态加载下行为的理解，而且提供了关于如何设计和解释被动围压SHPB试验的实用指导。这些发现对于改善结构材料的性能评估，尤其是在工程应用中的安全性评估，具有重要的理论和实践价值。