摘要：为了揭示盾构刀具切削混凝土材料时的阻力大小及变化规律,研究Holmquist-Johnson-Cook动态本构模型(hjc模型)参数的确定方法,并据此对混凝土受切削破坏过程进行数值模拟.设计室内混凝土试块切削试验,根据试验结果对hjc模型参数进行修正,进一步计算分析切削速度与切削深度对切削阻力的影响.研究表明,基于hjc模型的数值计算结果可基本反映盾构刀具切削混凝土的阻力大小及变化规律;刀具在切入混凝土表面时,法向切削阻力的波动幅度较大,在切削接近试块自由面时会出现剩余材料整块脱落、切削力骤降为0的现象,该过程在数值模拟中相对平缓;在相同条件下,率效应参数主要影响法向切削阻力的波动幅度,损伤参数则同时影响法向切削阻力的平均值与波动幅度;法向切削阻力随切削速度呈指数形式增加,随切削深度呈线性增加;hjc模型可反映混凝土压碎破坏与材料应变率间的关系及法向切削阻力随深度的线性叠加效应.

摘要：为研究煤岩的动态破坏特征和动力损伤特性,首先对煤岩试样进行了SHPB冲击压缩试验,分析了煤岩动态破坏的具体特征,然后在ANSYS/LS-DYNA平台上基于hjc材料模型进行了煤岩SHPB数值试验,对比试验实测值与数值模拟值,通过反演的方式确定了煤岩hjc材料模型的主要参数;最后基于hjc模型,通过数值模拟试验研究了煤岩动态破坏特征和损伤演化过程。研究表明:煤岩的动态破坏为多裂纹破坏,随着冲击速度的增加,煤岩的破碎程度显著增加,并表现出明显的应变硬化特性;hjc模型可以较好地描述煤岩的动态力学特性,只需要少量试验数据就可以通过数值试验反演出hjc模型的关键参数,在工程上简单易行;根据模拟试验的结果发现,煤岩的动态损伤主要发生在应力-应变曲线的卸载段,且损伤主要集中在岩石内部,随着冲击速度的增加,动态损伤越发严重。

摘要：研究目的:为探明我国西部山区落石对桥梁墩柱冲击造成的损伤,运用非线性显示动力分析软件LSDYNA,基于hjc损伤本构有限元模型,以都汶公路线上的典型桥梁墩柱为参考,研究落石冲击双柱式桥墩的损伤,以及对比分析落石冲击的高度、速度、偏心距、冲击角度、冲击面以及直径因素对墩柱的损伤破坏程度。研究结论:(1)落石的直径和冲击速度对桥梁墩柱体积损伤率的影响最大,说明落石的能量越大,对墩柱破坏程度越深,建议采用包含直径和速度的能量参数E作为撞击破坏的参考量;(2)建议都汶路沿线桥采取外套钢板或增加混凝土保护层等保护措施来降低落石对墩柱的冲击,当落石潜在撞击能量过大时,建议进一步采取主动防护措施,如防护网或防护栏等,以避免造成构件的整体破坏;(3)该研究成果可用于指导桥梁墩柱抗落石冲击设计。

摘要：为了研究混凝土靶板和花岗岩靶板的抗侵彻能力,通过ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对刚性弹体侵彻Holmquist-Johnson-Cook(hjc)模型混凝土靶板和花岗岩靶板的过程进行数值模拟,通过数值模拟结果与试验结果及理论公式计算结果的对比,验证数值模拟结果的有效性.结果表明,在相同条件下,刚性弹体在花岗岩靶板中受到的阻力大于相应的混凝土靶板,而且在刚性弹体同样的初始侵彻速度下,弹体侵彻混凝土靶板后的残余速度明显高于弹体侵彻花岗岩靶板后的残余速度,混凝土靶板的侵彻深度也明显高于花岗岩靶板的侵彻深度.针对刚性弹体正侵彻两种靶板结果的分析表明,花岗岩靶板相比混凝土靶板在抗击弹体侵彻能力方面更显著,可为防护工程结构设计提供支撑和依据.