混凝土材料球形空腔膨胀的数值研究

为研究混凝土材料动态球形空腔膨胀的机理,采用LS-DYNA对其进行了数值模拟。结果表明,空腔界面压力与膨胀速度平方成正比,密度与膨胀速度平方成反比,且膨胀速度随抗压强度的提高而降低;而空腔初始半径,及混凝土材料的抗拉强度等对空腔界面的膨胀速度基本没有影响。对膨胀过程中模型径向应力的分布情况进行了分析,并与空腔膨胀理论进行了对比,二者保持一致。通过对不同强度混凝土动态球形空腔膨胀的数值分析,拟合了空腔界面膨胀速度到达稳定时对应的临界速度的计算公式,建立了空腔压力与界面膨胀速度的函数关系,并依此给出了混凝土靶体侵彻深度的计算公式。通过与实验数据对比,验证了公式的正确性和适用性,表明空腔膨胀数值模拟结果可以用于侵彻深度计算。