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考虑裂隙粗糙度的岩体单轴压缩动态损伤模型
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作者 刘红岩 薛雷 +4 位作者 张光雄 王光兵 王基禹 和铁柱 邹宗山 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第6期42-52,共11页
为了在裂隙岩体动态损伤模型中考虑裂隙粗糙度的影响:首先,基于前人提出的能够同时考虑裂隙几何参数、强度参数及变形参数的岩体宏观损伤变量计算模型,通过引入Barton建立的粗糙裂隙JRC-JCS抗剪强度模型,提出了能够考虑裂隙粗糙度的岩... 为了在裂隙岩体动态损伤模型中考虑裂隙粗糙度的影响:首先,基于前人提出的能够同时考虑裂隙几何参数、强度参数及变形参数的岩体宏观损伤变量计算模型,通过引入Barton建立的粗糙裂隙JRC-JCS抗剪强度模型,提出了能够考虑裂隙粗糙度的岩体宏观损伤变量计算模型;其次,将该计算模型引入到前人提出的考虑宏细观缺陷耦合的非贯通裂隙岩体单轴压缩动态损伤模型中,建立了能够考虑裂隙粗糙度的非贯通裂隙岩体单轴压缩动态损伤模型;最后,通过参数敏感性分析研究了裂隙粗糙度(JRC)、裂隙面基本摩擦角φb、裂隙长度2a对岩体动态力学特性的影响。结果显示,当JRC由0分别增加到10和20时,岩体动态峰值强度由26.42 MPa分别增加到27.28和28.37 MPa;当φb由0°分别增加到15°和30°时,岩体动态峰值强度由26.24 MPa分别增加到27.28和28.80 MPa;当2a由1 cm分别增加到2和3 cm时,岩体动态峰值强度由31.37 MPa分别降低至27.28和23.90 MPa。同时为了更精确地刻画裂隙面粗糙度的影响,将裂隙面分形维数引入到岩体动态损伤模型中,不但提高了模型计算精度,而且拓宽了其应用范围,更便于实际工程应用。 展开更多
关键词 非贯通裂隙岩体 裂隙粗糙度系数 应力强度因子 JRC-JCS抗剪强度模型 单轴压缩动态损伤模型
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非贯通节理岩体单轴压缩动态损伤本构模型 被引量:28
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作者 刘红岩 王新生 +1 位作者 张力民 张力国 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期426-436,共11页
非贯通节理岩体是同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的复合损伤地质材料,基于此提出了在非贯通节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏、细观缺陷的观点。首先对基于细观动态断裂机理的经典动态损伤本构模型——... 非贯通节理岩体是同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的复合损伤地质材料,基于此提出了在非贯通节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏、细观缺陷的观点。首先对基于细观动态断裂机理的经典动态损伤本构模型——TCK模型进行了阐述,其次针对目前节理岩体损伤变量定义中仅考虑节理几何参数而未考虑其强度参数的不足,基于能量原理和断裂力学理论推导得出了同时考虑节理几何及强度参数的宏观损伤变量(张量)的计算公式;第三,基于Lemaitre等效应变假设推导了综合考虑宏、细观缺陷的复合损伤变量(张量);第四,借鉴前人基于复合材料力学的观点,考虑了节理法向及切向刚度等变形参数对岩体动态力学特性的影响,进而建立了基于TCK模型的非贯通节理岩体单轴压缩动态损伤本构模型。并利用该模型讨论了载荷应变率、节理内摩擦角、节理厚度、节理法向及切向刚度和节理倾角等对岩体动态力学特性的影响规律。计算结果与目前的理论及试验研究结果比较吻合,从而说明了该模型的合理性。 展开更多
关键词 岩体 非贯通节理 动态损伤本构模型 宏、细观缺陷 损伤耦合 应力强度因子 等效弹性模型
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基于组合模型法的贯通节理岩体动态损伤本构模型 被引量:23
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作者 刘红岩 吕淑然 张力民 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1814-1821,共8页
针对贯通节理岩体动态变形特点并结合已有岩石动态本构模型的相关研究成果,将贯通节理岩体变形过程中的动态应力视为贯通节理岩体静态应力分量与相应动态应力分量的叠加。其中贯通节理岩体静态应力分量采用考虑岩石细观损伤的非线性元... 针对贯通节理岩体动态变形特点并结合已有岩石动态本构模型的相关研究成果,将贯通节理岩体变形过程中的动态应力视为贯通节理岩体静态应力分量与相应动态应力分量的叠加。其中贯通节理岩体静态应力分量采用考虑岩石细观损伤的非线性元件、节理面闭合及剪切变形元件等3个基本元件的串联来模拟,动态应力分量采用黏性元件来模拟,从而建立了贯通节理岩体动态单轴压缩损伤本构模型。其次,根据贯通节理岩体在单轴压缩荷载下往往会沿节理面发生剪切破坏的特点,在前述已建立的损伤本构模型中引人节理剪切破坏准则对该模型进行修正,从而更好地考虑了节理剪切强度对该模型的影响,最终建立了考虑节理剪切强度的贯通节理岩体单轴压缩损伤本构模型。最后利用该模型对贯通节理岩体在压缩荷载作用下的力学特性进行了分析计算,重点讨论了节理倾角对岩体单轴动态压缩峰值强度的影响规律。研究结果表明随着节理倾角的变化,节理岩体将发生岩块张拉或剪切破坏、沿节理面的剪切破坏及上述两种破坏模式的复合破坏,相应地节理岩体的单轴压缩动态峰值强度也随之有较大变化。 展开更多
关键词 贯通节理岩体 动态损伤本构模型 节理剪切强度 组合模型 黏性元件
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综合考虑宏细观缺陷的岩体动态损伤本构模型 被引量:18
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作者 张力民 吕淑然 刘红岩 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期428-436,共9页
针对节理岩体同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的客观事实,提出了在节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏细观缺陷的观点。为此,首先对基于细观动态断裂机理的经典岩石动态损伤本构模型—TCK(Taylor-Chen-Kus... 针对节理岩体同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的客观事实,提出了在节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏细观缺陷的观点。为此,首先对基于细观动态断裂机理的经典岩石动态损伤本构模型—TCK(Taylor-Chen-Kuszmaul)模型进行了阐述,其次基于Lemaitre等效应变假设推导了综合考虑宏细观缺陷的复合损伤变量(张量),进而在此基础上建立了相应的节理岩体动态损伤本构模型,并利用该模型讨论了载荷应变率及节理条数对岩体动态力学特性的影响规律。结果表明,在不同载荷应变率下试件在变形初始阶段是重合的,而后随着应变的增加,试件峰值强度、峰值应变及总应变均随载荷应变率的增加而增加;随着节理条数的增加,试件峰值强度逐渐降低,但降低趋势逐渐变缓并趋于某一定值。上述研究结论与目前的理论及实验研究结果的基本规律是一致的,说明了本模型的合理性。 展开更多
关键词 爆炸力学 动态损伤本构模型 宏观缺陷 细观缺陷 动态断裂机理 复合损伤变量 节理岩体
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基于TCK模型的非贯通节理岩体动态损伤本构模型 被引量:6
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作者 刘红岩 杨艳 +1 位作者 李俊峰 张力民 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期319-325,共7页
提出在岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏、细观缺陷;基于能量原理和断裂力学理论推导得出了同时考虑节理几何及力学特征的宏观损伤变量(张量)的计算公式;基于综合考虑宏、细观缺陷的复合损伤变量(张量)及完整岩石动态损伤Taylor-Chen... 提出在岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏、细观缺陷;基于能量原理和断裂力学理论推导得出了同时考虑节理几何及力学特征的宏观损伤变量(张量)的计算公式;基于综合考虑宏、细观缺陷的复合损伤变量(张量)及完整岩石动态损伤Taylor-Chen-Kuszmaul(TCK)模型,建立了相应的单轴压缩下节理岩体动态损伤本构模型;利用该模型讨论了节理内摩擦角及节理长度对岩体动态力学特性的影响规律。研究表明,试件动态峰值强度随着节理内摩擦角的增大而增大,随着节理长度的增加而减小。 展开更多
关键词 固体力学 动态损伤本构模型 非贯通节理岩体 宏观缺陷 细观缺陷 损伤耦合 应力强度因子
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冲击载荷下煤样动力学响应特性与损伤本构模型
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作者 杨科 许日杰 +2 位作者 刘帅 刘文杰 张杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期139-148,共10页
为研究深部煤体动载响应规律,采用分离式霍普金森压杆试验系统对信湖矿煤样开展了不同应变率的单轴冲击压缩试验。研究结果表明:冲击载荷下煤样动态抗压强度强度具有明显的应变率效应,且随着应变率增大,应变硬化现象愈发明显;煤样反射... 为研究深部煤体动载响应规律,采用分离式霍普金森压杆试验系统对信湖矿煤样开展了不同应变率的单轴冲击压缩试验。研究结果表明:冲击载荷下煤样动态抗压强度强度具有明显的应变率效应,且随着应变率增大,应变硬化现象愈发明显;煤样反射能、透射能、吸收能、耗能密度与应变率呈一次函数关系,耗能占比与应变率呈指数型函数关系,且均保持正相关。基于经典朱-王-唐模型、Weibull分布、Drucker-Prager准则,建立了考虑煤样损伤与黏滞性特征的动态统计损伤本构模型,并对本构模型的准确性与普适性进行了验证。该模型能够较好地描述煤样冲击动态力学行为,为动载影响下深地煤炭安全开采提供了基础研究。 展开更多
关键词 应变率 朱-王-唐模型 动态损伤本构模型 分离式霍普金森压杆
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含铜石榴黑云片岩动态力学特性及损伤本构模型 被引量:2
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作者 赵泽虎 李祥龙 +1 位作者 胡启文 王建国 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3805-3814,共10页
为探究深部矿岩在不同加载条件下的动态力学特性及损伤规律,以深部回采的含铜石榴黑云片岩为对象,开展6种轴压σ_(ap)(0 MPa、6 MPa、12 MPa、18 MPa、24 MPa、30 MPa)、6种围压σ_(p)(0 MPa、4 MPa、8 MPa、12 MPa、16 MPa、20 MPa)及... 为探究深部矿岩在不同加载条件下的动态力学特性及损伤规律,以深部回采的含铜石榴黑云片岩为对象,开展6种轴压σ_(ap)(0 MPa、6 MPa、12 MPa、18 MPa、24 MPa、30 MPa)、6种围压σ_(p)(0 MPa、4 MPa、8 MPa、12 MPa、16 MPa、20 MPa)及6种冲击速度v(18.68 m/s、20.9 m/s、23.54 m/s、26.63 m/s、29.26 m/s、31.95 m/s)条件下的动静组合冲击试验,并考虑冲击速度、轴压、围压及应变率因素,基于统计损伤理论和Drucker-Prager破坏准则建立动静组合加载下含铜石榴黑云片岩的动态损伤本构模型。研究结果表明:矿岩试件的应力-应变曲线几乎无压密阶段,当应力增加至峰值应力的65%~80%时,该阶段的应力-应变曲线出现阶跃现象;不同埋深矿岩的受力状态和冲击速度显著影响了深部围岩的动态破坏模式,当σ_(p)=12 MPa、v=31.95 m/s时,随着轴压σ_(ap)的增加,动态抗压强度先增加、后降低,而峰值应变线性递减,当σ_(p)=12 MPa、σ_(ap)=24 MPa时,动态抗压强度随应变率的增大线性增加,而峰值应变随应变率的增加呈二次多项式增长;模型理论曲线与试验曲线吻合度均较高,验证了该动态本构模型的可靠性,可为深埋岩体动态本构模型研究及工程应用提供一定的参考。 展开更多
关键词 含铜石榴黑云片岩 动静组合加载 破坏模式 Drucker-Prager破坏准则 动态损伤本构模型
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冲击荷载作用下闪长岩动力学特性和损伤本构研究
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作者 雷涛 钱正昆 +6 位作者 叶海旺 李立峰 余梦豪 康普林 邓毕军 李志 雷丙响 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期53-62,共10页
岩石的动力学特性及其损伤演化规律是保证岩体工程高效作业和安全防护的基础性问题。为研究不同应变率下的闪长岩动态力学性能和损伤演化规律,利用分离式霍普金森杆(SHPB)试验系统对闪长岩开展了4种冲击气压下的动态压缩试验,分析了不... 岩石的动力学特性及其损伤演化规律是保证岩体工程高效作业和安全防护的基础性问题。为研究不同应变率下的闪长岩动态力学性能和损伤演化规律,利用分离式霍普金森杆(SHPB)试验系统对闪长岩开展了4种冲击气压下的动态压缩试验,分析了不同应变率下闪长岩的动力学特性、破碎形态和破碎块度分布规律;基于Weibull统计函数和统一强度理论,建立了闪长岩动态损伤本构模型,并利用Weibull分布参数m、F_(0)和应变率的相关关系对建立的损伤本构模型进行了合理修正。结果表明:闪长岩动力学特性具有显著的率相关性,动态强度增长因子(DIF)和应变率的立方根(ε^(1/3))呈线性正相关,软化因子(K)和ε^(1/3)呈线性负相关;破碎体形态主要为类圆锥状、细粒状和粉末状,并且破碎程度随应变率(ε)增大逐渐加深,碎块中细粒状和粉末状的质量占比随ε增大逐渐加大;平均破碎粒径和能量利用率随ε增加线性减小,能耗密度随ε增加呈多项式函数递增;修正后的动态损伤本构模型与试验曲线具有较好的一致性,能较准确地描述冲击作用下的闪长岩应力—应变曲线变化规律。 展开更多
关键词 闪长岩 SHPB 动力学特性 破碎特征 动态损伤本构模型
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循环爆破作用下锁固型岩质边坡的累积损伤效应及稳定性分析
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作者 刘康琦 刘红岩 +2 位作者 霍泽楠 薛雷 张光雄 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期150-162,共13页
岩石中存在许多微裂纹和微孔洞,这些微裂纹和微孔洞在动荷载作用下会萌生、扩展和聚并,导致岩石失稳和破坏。在进行爆破开挖时,预留岩体会受到循环爆破产生的动荷载影响,产生累积损伤,从而导致岩体强度降低,甚至破坏。为了模拟这一物理... 岩石中存在许多微裂纹和微孔洞,这些微裂纹和微孔洞在动荷载作用下会萌生、扩展和聚并,导致岩石失稳和破坏。在进行爆破开挖时,预留岩体会受到循环爆破产生的动荷载影响,产生累积损伤,从而导致岩体强度降低,甚至破坏。为了模拟这一物理过程,将现有的能够较好地描述岩石动态损伤的岩石动态损伤本构模型通过二次开发嵌入到FLAC中,用于分析锁固型岩质边坡在循环爆破作用下的损伤效应及稳定性。结果表明:考虑岩质边坡累积损伤效应后,随着循环爆破次数的增加,边坡稳定性逐渐降低。对于锁固型岩质边坡,锁固段的破坏首先发生在两端,然后向中间扩散,岩体在其中呈现递进破坏模式。由于考虑了岩质边坡的累积损伤,每次爆破后边坡的安全系数都会减小。当不考虑累积损伤时,边坡的安全系数基本不变。另外,锁固段在软弱夹层中的位置影响边坡的破坏模式和稳定性。因此,在进行类似工程活动时,应考虑岩体的累积损伤效应,避免工程事故的发生。 展开更多
关键词 循环爆破 累积损伤 动态损伤本构模型 二次开发 锁固段
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基于Weibull分布页岩围压下的动态损伤本构模型研究
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作者 白宇 赵康朴 +3 位作者 刘依 胡智航 白爽 杨巍 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第6期61-67,99,共8页
采用分离式霍普金森压杆(SHPB)和被动围压套筒装置,研究了页岩在不同围压条件下的冲击压缩力学性能。试验结果表明:在无围压条件下,页岩试件强度具有显著的应变率相关性,页岩动态抗压强度随应变率提高而提高;被动围压的加载作用显著提... 采用分离式霍普金森压杆(SHPB)和被动围压套筒装置,研究了页岩在不同围压条件下的冲击压缩力学性能。试验结果表明:在无围压条件下,页岩试件强度具有显著的应变率相关性,页岩动态抗压强度随应变率提高而提高;被动围压的加载作用显著提高了页岩试件的完整性,页岩试件的离散性减弱,页岩表现出显著的均质岩体特征。建立了基于Weibull分布的页岩动态损伤本构模型,并通过试验结果计算了不同应变率下的Weibull分布参数;将试验所得围压变化曲线代入到本构模型中,比较验证了无围压和变围压条件下的动态损伤统计本构模型适用性和合理性,验证发现,模型曲线与试验曲线相吻合,在变围压条件下本文所构建的本构模型依然适用,可为页岩气开发过程中的工程模拟提供一定的参考。 展开更多
关键词 页岩 被动围压 WEIBULL分布 动态损伤本构模型 SHPB
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落石冲击下钢筋混凝土桩板墙的动态响应 被引量:6
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作者 刘红岩 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2290-2299,共10页
为了研究钢筋混凝土桩板墙在落石冲击下的动态响应全过程,特别是其损伤特性,首先,将冲击损伤对材料弹性模量的影响引入到经典的Hertz接触理论中;其次,借鉴基于冲量定理的最大落石冲击力计算公式,提出新的最大落石冲击力计算公式;最后,... 为了研究钢筋混凝土桩板墙在落石冲击下的动态响应全过程,特别是其损伤特性,首先,将冲击损伤对材料弹性模量的影响引入到经典的Hertz接触理论中;其次,借鉴基于冲量定理的最大落石冲击力计算公式,提出新的最大落石冲击力计算公式;最后,根据钢筋混凝土桩板墙在落石冲击下的动态力学响应过程,提出落石冲击下钢筋混凝土桩板墙的动态损伤模型,并利用该模型对落石冲击力进行参数敏感性分析。研究结果表明:该模型能较好地反映落石冲击下钢筋混凝土桩板墙的3个变形阶段,即:弹性加载阶段、塑性损伤加载阶段和弹性卸载阶段;冲击速度和落石半径对钢筋混凝土桩板墙的动态力学响应影响较大,而钢筋混凝土桩板墙的损伤参数δ_(c)和γ对计算结果影响较小,但是当γ较小时,其影响较显著。 展开更多
关键词 落石 冲击力 钢筋混凝土桩板墙 动态损伤模型 HERTZ接触理论
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Dynamic mechanical properties and constitutive model of red sandstone under different loading rates and high temperatures
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作者 LI Ye YANG Sheng-qi +2 位作者 LIU Zi-lu WANG Chao LI Zi-li 《Journal of Central South University》 2025年第5期1922-1937,共16页
Dynamic compression experiments were conducted on red sandstone utilizing a split Hopkinson pressure bar(SHPB)to study the loading rate and high temperatures on their mechanically deformed properties and ultimate fail... Dynamic compression experiments were conducted on red sandstone utilizing a split Hopkinson pressure bar(SHPB)to study the loading rate and high temperatures on their mechanically deformed properties and ultimate failure modes,and to analyze the correlation between the strain rate,temperature,peak strength,and ultimate failure modes.The results show that the mass decreases with the increase of treatment temperature,and the pattern of the stress−strain curves is not impacted by the increase of impact velocity.Under a fixed temperature,the higher the impact velocity,the higher the strain rate and dynamical compression strength,indicating a strain rate hardening effect for red sandstone.With an increasing treatment temperature,the strain rate gradually increases when the impact loading remains unchanged,suggesting a rise in the deformability of red sandstone under high-temperature environment.Raise in both impact velocity and treatment temperature leads to an intensification of the damage features of the red sandstone.Similarly,higher strain rates lead to the intensification of the final damage mode of red sandstone regardless of the change in treatment temperature.Moreover,a dynamic damage constitutive model that considers the impacts of strain rate and temperature is proposed based on experimental results. 展开更多
关键词 high temperature strain rate SHPB dynamic tests dynamic damage constitutive
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弹体攻角侵彻混凝土数值模拟 被引量:16
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作者 马爱娥 黄风雷 +1 位作者 初哲 李金柱 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期33-37,共5页
利用LS-DYNA程序的用户自定义模型功能,在LS-DYNA程序中嵌入了用于描述混凝土及钢筋混凝土侵彻贯穿的动态损伤模型。模型拉伸部分用Taylor-Chen-Kuszmaul(TCK)模型描述,体现了应变率对拉伸作用的敏感性;压缩部分则采用Holmquist-Johnson... 利用LS-DYNA程序的用户自定义模型功能,在LS-DYNA程序中嵌入了用于描述混凝土及钢筋混凝土侵彻贯穿的动态损伤模型。模型拉伸部分用Taylor-Chen-Kuszmaul(TCK)模型描述,体现了应变率对拉伸作用的敏感性;压缩部分则采用Holmquist-Johnson-Cook(HJC)强度模型。模型中考虑了拉伸损伤、压缩损伤、应变软化、静水压力效应以及应变率效应。利用该方法对弹体攻角非正侵彻混凝土靶过程中的弹体变形、混凝土靶的损伤破坏、弹体的速度变化规律及弹体的变形进行了计算,并将计算结果与实验结果进行了比较,结果表明,采用该模型可以较好地模拟弹体非正侵彻混凝土过程。 展开更多
关键词 爆炸力学 动态损伤模型 数值模拟 混凝土
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预裂爆破数值模拟及其应用研究 被引量:25
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作者 钟冬望 李寿贵 《爆破》 CSCD 2001年第3期8-11,共4页
将所建立的岩石动态损伤模型嵌入到 DYNA程序的用户材料子程序中 ,对预裂爆破中不耦合装药条件下的爆破过程进行了数值计算 ,并通过实验对数值模拟结果进行了验证和校核 。
关键词 预裂爆破 数值模拟 岩石 动态损伤模型 不耦合装药
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高压水射流清砂过程模拟及机理研究 被引量:8
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作者 张睿 高霁 +1 位作者 孟辉 曹国强 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第4期214-216,共3页
采用非线性动力有限元法和动态损伤模型对高压水射流清砂过程及机理进行了模拟研究。结果表明,高压水射流具有很强的清砂能力,型砂的破坏是射流冲击所产生的应力波与准静态压力共同作用的结果,其中以应力波的作用为主。经与现场实验结... 采用非线性动力有限元法和动态损伤模型对高压水射流清砂过程及机理进行了模拟研究。结果表明,高压水射流具有很强的清砂能力,型砂的破坏是射流冲击所产生的应力波与准静态压力共同作用的结果,其中以应力波的作用为主。经与现场实验结果进行对比验证,模拟仿真的结果与实验规律一致,表明此方法分析水射流清砂过程和机理是可行的,所得结论可作为高压水射流对精密铸件清砂工艺及相关设备的设计和优化的依据。 展开更多
关键词 非线性动力有限元 清砂 动态损伤模型
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碳纳米管/碳纤维增强复合材料层合板低速冲击响应和破坏的数值模拟 被引量:8
16
作者 王敏 文鹤鸣 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期22-33,共12页
碳纳米管/碳纤维增强复合材料(carbon nanotube/carbon fibre reinforced plastic,CNT/CFRP)是一种多尺度复合材料,比传统CFRP有更好的综合性能和更广阔的应用前景。对CNT/CFRP在低速冲击下的响应和破坏进行了数值模拟研究。首先,基于... 碳纳米管/碳纤维增强复合材料(carbon nanotube/carbon fibre reinforced plastic,CNT/CFRP)是一种多尺度复合材料,比传统CFRP有更好的综合性能和更广阔的应用前景。对CNT/CFRP在低速冲击下的响应和破坏进行了数值模拟研究。首先,基于先前的研究通过引入基体增韧因子、残余强度因子并改进损伤耦合方程,建立了新的FRP动态渐进损伤模型;然后,利用新建立的本构模型并结合黏结层损伤模型,对4种碳纳米管含量的增韧碳纤维增强树脂基复合材料层合板在5个能量下的冲击实验进行了数值模拟;最后,将模拟结果与文献中的相关实验结果进行了比较,并讨论了冲击速度的影响。结果表明:新建立的FRP本构模型能够预测CNT/CFRP层合板在低速冲击载荷作用下的响应、破坏过程和分层形貌,模拟得到的载荷-位移曲线和破坏形貌与实验吻合较好;冲击速度会影响CNT/CFRP层合板拉伸和压缩破坏的比例,相同的冲击能量下,更大的冲击速度会造成更多的拉伸破坏。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料层 碳纳米管 动态渐进损伤模型 黏结单元模型 基体增韧因子 残余强度因子 损伤耦合 冲击载荷
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Numerical simulation of dynamic fracture properties of rocks under different static stress conditions 被引量:7
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作者 LIANG Zheng-zhao QIAN Xi-kun +1 位作者 ZHANG Ya-fang LIAO Zhi-yi 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第2期624-644,共21页
When underground cavities are subjected to explosive stress waves,a uniquely damaged zone may appear due to the combined effect of dynamic loading and static pre-load stress.In this study,a rate-dependent two-dimensio... When underground cavities are subjected to explosive stress waves,a uniquely damaged zone may appear due to the combined effect of dynamic loading and static pre-load stress.In this study,a rate-dependent two-dimensional rock dynamic constitutive model was established to investigate the dynamic fractures of rocks under different static stress conditions.The effects of the loading rate and peak amplitude of the blasting wave under different confining pressures and the vertical compressive coefficient(K_(0))were considered.The numerical simulated results reproduced the initiation and further propagation of primary radial crack fractures,which were in agreement with the experimental results.The dynamic loading rate,peak amplitude,static vertical compressive coefficient(K_(0))and confining pressure affected the evolution of fractures around the borehole.The heterogeneity parameter(m)plays an important role in the evolution of fractures around the borehole.The crack propagation path became more discontinuous and rougher in a smallerheterogeneity parameter case. 展开更多
关键词 rock mechanics coupled static and dynamic loading numerical simulation rate-dependent damage constitutive model
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