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S瓦在试验中体现出脆性性质
网址:www.qianghuiwaye.com 添加时间:2021-2-26 点击(52)

  数值模型中材料本构模型的选取对于计算结果的准确性有决定性的影响模型能较好模拟混凝土球的特性;由于S瓦在试验中体现出脆性性质,而模型在模拟脆性材料方面具有独特的优势,故选用该模型模拟S瓦.混凝土落球模型参数的选取参考文献,由于较少研究资料介绍陶土S瓦的材料参数,因此设计试验获取了瓦片的相关材料参数.弹性模量是有限元分析中一个重要的材料参数,其定义如式(1所示:式中:E为弹性模量。为试件应力;轴向压力;A为试件横截面积。为试件轴向应变.根据美国材料与实验协会(ASTM)Ell104标准进行试验,装置如图4a所示,2组试件的横截面尺寸0.05mXO.0lm、高为0.08m.试验数据如图4b所示,取平均值得到陶土S瓦的弹性模量为1.40X1010Pa.总结现有文献数据及上述试验数据,确定混凝土落球及陶土S瓦的材料参数如表2所示,表中Dl,D:为损伤指数.数值计算结果根据以上材料参数构建的本构模型即可进行相应数值计算,本文计算时长为104s,经过反复试算发现,当冲击速率设置为u=2.17m"s时,S瓦仅拱形区域下侧及水平连接处上端部分开裂,并未发生整体完全破坏,开裂情况如图5a所示.当冲击速率增大至u=2.30m·s时裂纹逐渐开展至边缘直至S瓦完全破坏,破坏情况如图5b所示,S瓦裂纹呈十字对称状,纵向裂纹形状与落球冲击试验结果吻合良好.计算结果表明,数值试验与落球试验中临界冲击破坏速率(2.17m·s)误差为6.000,这有效证明了数值模型的正确性.当冲击速率u=2.30m片在碰撞历程中vonraises·s时,进一步分析瓦应力状态如图6所示,落球与S瓦在t=850s时开始接触,S瓦应力集中于碰撞点附近区域,随着冲击过程的进行,S瓦应力逐渐开展,t=1100s时S瓦内部出现最大等效应力31.31MPa,最终在t=1650s时扩散到整体,如图6a所示.t=1900s时S瓦边缘开始开裂,t=650时裂纹完全开展至边缘,其内部应力分别如图6b和6c所示.在整个时间历程中,S瓦最大应力出现在13129号单元,选取其时间历程示于图6d中,由图可知,自落球与S瓦接触时刻开始,该单元内部应力激增,到达峰值后迅速衰减,此时单元已达到破坏条件而失效。www.qianghuiwaye.com

 


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