强冲击荷载下RC板失效仿真研究

梁 婧，刘慧萍，黄 华，银昱杰

(1. 西安工业大学 建筑工程学院，陕西 西安 710021； 2. 长安大学 建筑工程学院，陕西 西安 710061))

0 引 言

近年来，由于恐怖袭击、局部战争等，混凝土结构常常遭受爆炸等袭击，LS-DYNA软件常用来处理此类问题的非线性分析[1-2]。在进行炮弹侵彻[3-5]贯穿混凝土材料仿真分析时，常用JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE(HJC)模型来描述混凝土材料，并添加失效准则控制材料失效。LS-DYNA关键字用户手册[6]中HJC模型包含一个失效控制参数FS值。文献[7]从理论层面对FS值进行了分析，通过对Hanchak等[8]的试验数值模拟得出FS值大于等于0.67，进而定量分析得到FS值的假设值为1.34。文献[9]对FS值给出了更简单直白的解释，量化计算出FS值为1.3。文献[10]采用DOE分析参数灵敏度，在0.3～0.7之间调试FS值。ADD_EROSION为HJC模型提供了考虑单一因素或多种因素共同控制材料失效的方法。文献[11]、[12]采用单一失效准则控制材料失效，文献[13]、[14]采用最大静水压力和最大剪应变失效准则，文献[15]主要研究了主应变、剪应变、应力失效准则参数以及它们之间相互耦合作用对侵彻能力的影响。LS-DYNA软件提供了控制失效的多种方式，但如何更为合理地进行混凝土材料失效控制，目前还没有定论。

本文基于LS-DYNA，构建单个弹体垂直冲击RC板的有限元模型，采用HJC模型和失效准则描述混凝土材料，通过对比分析弹体残余速度的计算结果和试验结果，得到FS值、主应变、剪应变和应力等参数对侵彻贯穿效应的影响规律，为HJC材料模型在强冲击荷载问题中的应用提供参考。

1 LS-DYNA建模

本文以Hanchak等[8]对混凝土强……