第
35
卷第
2
期
2012
年
2
月
合肥工业大学学报(自然科学版)
JOURNAL
OF
HEFEI
UNIVERSITY
OF
TECHNOLOGY
Doi
:l
O.
3969/j.
issn.
1003-5060.2012.02.018
Vo
l.
35
No.2
Feb.
2012
混凝土材料
SHPB
主动围压实验的数值模拟
张华，
部余伟，
武守锋
(河海大学士木与交通学院，江苏南京
210098)
摘
要:文章利用
L
S-
DYNA
软件，采用混凝土
H]C
动态本构模型，对
φ74
mm
分离式变截面霍普金森压杆
主动围压实验做了数值模拟;通过在试件径向施加恒定压力的方法模拟主动围压的作用，试件单元的压力时
间历程曲线显示该方法可以获得恒定、均匀的围压值，即该方法可以对
SHPB
主动围压实验进行合理的模
拟;利用上述主动围压模拟方法对混凝土材料主动围压下的力学性能进行了研究，模拟时采用弥散较小的三
角形速度波加载，并利用波形良好的入射波、透射波重构了?昆凝土的应力应变曲线，重构结果显示泪凝土材料
在围压作用下力学性能发生变化，泪凝土峰值应力、峰值应力对应的应变、韧性都随固压的增大而增加，与理
论结果相符。
关键词
:SHPB
实验;主动围压
:HJC
动态本构模型;应力应变曲线;应变率
中图分类号
:0347.3
文献标识码
:A
文章编号
:1003-5060(2012)02-0216-05
N umerical simulation of SHPB test with confining pressure device for concrete
ZHANG
Hua
,
GAO
Yu-wei
,
WU
Shou-feng
(College
of
Civil
and
Transportation
Engineering
,
Hohai
University
,
Nanjing
210098.
China)
Abstract: Using
HJC
dynamic constitutive model of concrete, the
φ'74
nun
split Hopkinson pressure bar
CSHP
B)
test
with
confining pressure device is simulated by L
S-
DYNA
finite element software.
The
confining
pressure
is simulated
with
the
method of applying constant pressure around
the
specimen, and
the
pressur
e-
time
curve of elements
of
the
specimen shows
that
the method can get a constant and uniform confining pres-
sure
value, indicating
that
such method can simulate
the
confining pressure
test
of
SHPB
wel
l.
The
concrete
mechanics under confining pressure is researched
by
the
method, and
the
triangle velocity wave
with
less dif-
fusion is used
to
load in
the
simulatio
n.
The
concrete stress-strain curves are reconstructed
by
incident wave
and
transmitted wave, and
the
results of reconstruction
show
that
the
co
口
crete
mechanics changes under the
effect of confining pressure.
The
peak stress,
strain
corresponding to peak stress and toughness increase with
the
augmentation of confining pressure, which is similar to
the
theoretical results.
Key words:split Hopkinson pressure
bar(SHP
B)
test;
confining pressure;
HJC
dynamic constitutive model;
stress-straln
curve; straln rate
在自然界及实际工程中有相当一部分混凝土
工程在承受动荷载作用之前，已经处于三向应力状
态，而大量的研究表明，脆性材料在围压作用下会
表现出特殊的力学行为。在高应变率下，随着围压
的增大，围压和应变率的祸合作用将使得混凝土材
料的应力峰值增加，破坏模式由脆性破坏转变为延
收稿日期
:2011-08-31
基金项目:中央高校基本科研业务费专项资助项目
(20
lO
B04
0
14)
性破坏
[1-2J
。因此，有必要选取合适的方法对脆性
材料在三向应力状态下的动态力学性能进行研究，
目前较为多用的实验方法是
SHPB
主动围压实验。
随着
SHPB
研究的深入，主动围压技术也得以不断
发展，中国科学技术大学町、空军工程大学(与洛阳
立特公司合作)川、宁波大学
[5J
都推出了主动围压
作者简介:张
华
0975-)
，女，山东东营人，博士，河海大学副教授，硕士生导师
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