非均質(zhì)多相脆性材料的動(dòng)力學(xué)特性與數(shù)值建模技術(shù)
本書(shū)主要以機(jī)場(chǎng)跑道、公路等重要目標(biāo)中的卵石層介質(zhì)為對(duì)象，對(duì)典型的非均質(zhì)多相脆性材料在沖擊荷載作用下的動(dòng)力特性及數(shù)值建模技術(shù)進(jìn)行了研究。全書(shū)共分為八章：第一章介紹了課題的背景及研究現(xiàn)狀；第二章以混凝土材料為例，介紹了非均質(zhì)多相脆性材料的數(shù)值幾何建模方法；第三章是混凝土本構(gòu)模型選擇及參數(shù)獲取方法；第四章是界面參數(shù)對(duì)侵徹過(guò)程的影響；第五章是細(xì)觀參數(shù)對(duì)彈體侵徹混凝土靶的彈道偏轉(zhuǎn)分析；第六章以砂卵石土為例，介紹了基于離散元的建模方法；第7章是砂卵石土本構(gòu)模型的選取及細(xì)觀參數(shù)的獲取；第八章是基于離散元法的侵徹效應(yīng)分析。
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目錄
第1章 背景及概述 1
參考文獻(xiàn) 3
第2章 非均質(zhì)多相材料數(shù)值幾何建模方法 5
2.1 混凝土細(xì)觀力學(xué)模型研究現(xiàn)狀 5
2.2 隨機(jī)骨料模型投放算法流程 9
2.2.1 隨機(jī)數(shù)的生成 9
2.2.2 骨料級(jí)配、粒徑和投放區(qū)域的確定 9
2.2.3 骨料投放算法及入侵判定 10
2.2.4 隨機(jī)骨料模型投放算法流程圖 14
2.2.5 隨機(jī)凸多邊形骨料模型的生成 15
2.2.6 隨機(jī)骨料模型網(wǎng)格劃分 16
參考文獻(xiàn) 20
第3章 混凝土本構(gòu)模型選擇及參數(shù)獲取 22
3.1 靶板材料模型 22
3.1.1 K&C模型 22
3.1.2 HJC模型 25
3.1.3 單元的尺寸效應(yīng)影響分析 26
3.1.4 模型有效性驗(yàn)證 29
3.2 兩種材料模型數(shù)值模擬對(duì)比分析 40
3.2.1 分析工況 40
3.2.2 計(jì)算結(jié)果分析 41
3.3 本章小結(jié) 44
參考文獻(xiàn) 44
第4章 界面參數(shù)對(duì)靶板侵徹過(guò)程的影響 46
4.1 界面處理方法 46
4.1.1 計(jì)算工況 46
4.1.2 計(jì)算結(jié)果分析 48
4.2 界面參數(shù)對(duì)侵徹的影響 54
4.2.1 M-ITZ界面參數(shù) 54
4.2.2 M-CON界面參數(shù) 57
4.3 本章小結(jié) 59
參考文獻(xiàn) 59
第5章 基于細(xì)觀模型的剛性彈正侵徹混凝土靶的彈道偏轉(zhuǎn)分析 61
5.1 均質(zhì)模型與細(xì)觀模型對(duì)比 62
5.1.1 數(shù)值模擬靶板尺寸 62
5.1.2 剛性彈正侵徹偏轉(zhuǎn)影響因素分析 63
5.2 混凝土/彈體參數(shù)對(duì)偏轉(zhuǎn)影響分析 67
5.2.1 數(shù)值實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 67
5.2.2 計(jì)算方案和材料參數(shù) 68
5.2.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析 70
5.2.4 彈徑/骨料粒徑比和侵徹速度對(duì)正侵徹彈體偏轉(zhuǎn)角度的影響分析 83
5.2.5 長(zhǎng)徑比對(duì)剛性彈正侵徹混凝土彈道偏轉(zhuǎn)的影響分析 85
5.2.6 彈頭形狀對(duì)彈體正侵徹細(xì)觀混凝土彈道偏轉(zhuǎn)的影響分析 86
5.3 本章小結(jié) 89
參考文獻(xiàn) 89
第6章 砂卵石土幾何模型構(gòu)建 91
6.1 隨機(jī)顆粒模型的建立 91
6.1.1 半徑膨脹法 92
6.1.2 隨機(jī)球形顆粒模型的建立 93
6.1.3 隨機(jī)多面體顆粒模型的建立 97
6.1.4 隨機(jī)多面體顆粒模型中級(jí)配的修正 101
6.2 本章小結(jié) 104
參考文獻(xiàn) 104
第7章 砂卵石土本構(gòu)模型的選取及細(xì)觀參數(shù)的獲取 105
7.1 砂卵石土本構(gòu)模型 105
7.2 砂卵石土細(xì)觀力學(xué)參數(shù)的獲取方法 108
7.2.1 砂卵石土室內(nèi)直剪實(shí)驗(yàn) 108
7.2.2 砂卵石土原位拉拔實(shí)驗(yàn)方法 112
7.2.3 砂卵石土直剪實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬的建立及初始條件的定義 116
7.2.4 直剪實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬結(jié)果分析 118
7.2.5 砂卵石細(xì)觀力學(xué)參數(shù)的標(biāo)定過(guò)程 124
7.3 砂卵石土細(xì)觀力學(xué)參數(shù)的適用性驗(yàn)證 128
7.4 本章小結(jié) 129
參考文獻(xiàn) 130
第8章 基于離散元法砂卵石土侵徹效應(yīng)分析 132
8.1 離散元法侵徹模型和算法的有效性驗(yàn)證 132
8.1.1 Hanchak侵徹實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介 132
8.1.2 離散元法中混凝土細(xì)觀參數(shù)的取值 133
8.1.3 Hanchak侵徹混凝土靶板顆粒離散元法分析 135
8.2 砂卵石土侵徹實(shí)驗(yàn) 137
8.2.1 砂卵石土級(jí)配 137
8.2.2 靶體邊界設(shè)計(jì) 137
8.2.3 試件尺寸設(shè)計(jì) 138
8.2.4 砂卵石侵徹實(shí)驗(yàn)工況設(shè)計(jì) 138
8.2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 139
8.3 砂卵石土侵徹?cái)?shù)值模擬分析 147
8.3.1 砂卵石土侵徹?cái)?shù)值模型的建立 147
8.3.2 砂卵石土侵徹?cái)?shù)值模擬分析 149
8.3.3 砂卵石土顆粒級(jí)配對(duì)侵徹特性的影響 153
8.3.4 砂卵石土內(nèi)部微壓對(duì)侵徹特性的影響 160
8.4 本章小結(jié) 163
參考文獻(xiàn) 163
彩圖 165
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