Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Расчетные модели нестационарного деформирования и разрушения бетонов (Обзор)
- Авторы
- Острик Афанасий Викторович ostrich@ficp.ac.ru, д-р техн. наук; ведущий научный сотрудник, профессор, Институт проблем химической физики РАН, г. Черноголовка, Московская обл., Россия
Ким Вадим Валерьевич kim@ficp.ac.ru, канд. физ.-мат. наук; старший научный сотрудник, Институт проблем химической физики РАН, г. Черноголовка, Россия
- В разделе
- МОДЕЛИРОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ, ПРОЦЕССОВ И КОНСТРУКЦИЙ
- Ключевые слова
- бетон / низкоскоростной удар / уравнения состояния / определяющие уравнения / численное моделирование
- Год
- 2020 номер журнала 4 Страницы 11 - 24
- Индекс УДК
- 539
- Код EDN
- Код DOI
- Финансирование
- Тип статьи
- Обзорная статья
- Аннотация
- Проанализированы работы по механико-математическим моделям деформирования и разрушения бетонов. Определен перечень моделей, пригодных для внедрения в газодинамические 3D-коды на современном уровне развития вычислительной техники с учетом константной обеспеченности моделей и требуемой точности описания поведения бетонов при низкоскоростном ударном воздействии. Описаны математические модели модифицированной деформационной теории пластичности и типа Холмквиста-Джонсона-Кука. Представлены наиболее употребляемые и экспериментально обоснованные наборы констант для этих моделей. Приведен набор корреляционных соотношений, позволяющих оценить константы моделей для разрабатываемых высокопрочных бетонов в случае отсутствия соответствующих экспериментальных данных. Разработаны, апробированы и подробно описаны численные алгоритмы реализации определяющих уравнений, описывающих нестационарное поведение бетона. При валидации численных моделей посредством сравнения получаемых по ним результатов с экспериментальными данными по глубине проникания и баллистическим кривым в осесимметричном случае получено удовлетворительное согласие. Подпрограммы расчета поведения бетонов внедрены в газодинамический 3D-код, реализующий метод конечно-размерных частиц. На примерах решений конкретных трехмерных задач низкоскоростных ударов по бетонным преградам показана работоспособность предлагаемых численных реализаций механико-математических моделей деформирования и разрушения бетонов.
- Полный текст статьи
- Для прочтения полного текста необходимо купить статью
- Список цитируемой литературы
-
http://warfor.me/uos-gorchak/
Универсальное огневое сооружение "Горчак" // Оружие России. - Приложение к журналу "Военный парад". 2002. С. 255.
Войсковые фортификационные сооружения / под ред Ермолаева А. А. - М.: Воениздат, 1984. - 375 с.
Баженов Ю. М. Бетон при динамическом нагружении. - М.: Стройиздат, 1971. - 271 с.
Кукуджанов В. Н. Связанные модели упругопластичности и поврежденности и их интгрирование // Изв. РАН. Механика твердого тела. 2006. № 6. С. 103-135.
Карпенко Н. И. Общие модели механики железобетона. - М.: Стройиздат, 1996. - 416 с.
Замышляев Б. В., Евтерев Л. С. Модели динамического деформирования и разрушения грунтовых сред. - М.: Наука, 1990. - 215 с.
Бабков В. В., Мохов В. Н., Капитонов С. М., Комохов П. Г. Структурообразование и разрушение цементных бетонов. - Уфа: ГУП "Уфимский полиграфкомбинат", 2002. - 373 с.
Seaman L., Gran J., Curran D. R. A microstructural approach to fracture of concrete: Appl. Fract. Mech. Cementitions Compos. North Univ. USA, September 4-7, 1984. P. 481-505.
Gurson A. L. Continuum Theory of Ductile Rupture by Void Nucleation and Growth: Part I. Yield Criteria and Flow Rules for Porous Ductile Media // J. Engineering Materials and Technology. 1977. V. 99. № 1. P. 2-15.
Tvergaard V. Influence of voids on shear band instabilities under plane strain conditions // International J. Fracture. 1981. V. 17. № 4. P. 389-407.
Chu C. C., Needleman A. Void Nucleation Effects in Biaxially Stretched Sheets // J. Engineering Materials and Technology. 1980. V. 102. № 3. P. 249-256.
Кукуджанов В. Н. Микромеханическая модель неупругой среды для описания локализации деформаций: тр. IX конф. по прочности и пластичности. - М.: ИПМ РАН, 1996. Т. 2. С. 118-125.
Кукуджанов В. Н. Микромеханическая модель разрушения неупругого материала и ее применение к исследованию локализации деформаций // Изв. РАН. МТТ. 1999. № 5. С. 72-87.
Забегаев A. B. К построению общей модели деформирования бетона // Бетон и железобетон. 1994. № 6. С. 23-26.
Carboczi E. J., Bentz D. P., Frohnsdorff G. J. The Past, Present, and Future of the Computational Materials Science of Concrete: Materials Science of Concrete Workshop. Proceedings: Center for Advanced-Cement-Based Materials (ACBM), Lake Shelbyville, IL, 2000. P. 1-10.
Баженов Ю. М., Воробьёв В. А., Илюхин А. В. Основные подходы к компьютерному материаловедению строительных композитных материалов // Строительные материалы. Наука. 2006. № 7. С. 2-4.
Wittmann F. H., Roelfstra P. E., Sadouki H. Simulation and analysis of composite structures // Material Science Engineering. 1984. № 68. P. 239-248.
Ерофеев В. Т., Меркулов И. И., Морозов Е. А., Меркулов А. И., Ерофеев П. С. Модификация бетона с зернистыми включениями методом численного моделирования. - Моделирование и оптимизация в материаловедении - МОК'44: сб. науч. работ. - Одесса: Астропринт, 2005. С. 133-135.
Харитонов А. М. Исследование свойств цементных систем методом структурно-имитационного моделирования // Строительные материалы. Наука. 2008. № 9. С. 81-83.
Харитонов А. М. Принципы формирования структуры композиционных материалов повышенной трещиностойкости // Технологии бетонов. 2011. № 3-4. С. 24-26.
Breugel van K. Numerical simulation of hydration and microstructure development in hardening cement-based materials // Cement and Concrete Research. 1995. V. 25. № 2. P. 319-331.
Maekawa К., Chaube R. P., Kishi T. Modeling of Concrete Performance. - London: E & FN SPON, 1999. - 156 p.
Pignat C., Navi P., Scrivener K. Characterization of the pore space in hardening cement paste to predict the autogenous shrinkage. - Lausanne, Switzerland: Laboratory of Construction materials, 2002. - 110 p.
Гениев Г. А. Вариант деформационной теории пластичности бетона // Бетон и железобетон. 1969. № 2. C. 18-20.
Гениев Г. А., Киссюк В. П., Тюпин Г. А. Теория пластичности бетона и железобетона. - М.: Стройиздат, 1974. - 316 с.
Бобров P. К., Козак A. Л. Особенности расчета железобетонных оболочек с учетом физической нелинейности и трещинообразования по методу конечных элементов // Численные методы решения задач строительной механики // КИСИ. 1978. С. 140-143.
Смолянин А. Г., Кудашов В. И., Устинов В. П. МКЭ в динамических расчетах железобетонных конструкций с учетом трещинообразования // Строительство и архитектура. 1982. № 11. С. 121-125.
Круглов В. М., Ерофеев В. Т., Ватин Н. И., Аль Дулайми Салман Давуд Салман. Вариант деформационной теории пластичности бетона в плоском напряжённом состоянии // Интернет-журнал "Транспортные сооружения". 2019. Т. 6. № 4. https://t-s.today/PDF/11SATS419.pdf
Sierakowski R. L. Dynamic effect in concrete materials // Appl. Fract. Mech. Cementitions Compos. Northwestern Univ. USA. September 4-7. 1984. P. 535-557.
Bicanic N., Zienkiewich О. С. Constitutive model for concrete under dynamic loading // Earthquake Engineering Stmct. Dynamic. 1981. V. 11. P. 689710.
Драгой Л., Мруз З. Континуальная модель пластически-хрупкого поведения скальных пород и бетона. Механика деформируемых твердых тел: направления развития. - M.: Mир, 1983. С. 163-188.
Пэжина H. H. Основные вопросы вязкопластичности. - М.: Мир, 1968. - 175 с.
Pietruszczak S., Jiang J., Mirra F. A. Anelastoplastic constitutive model for concrete // Int. J. Solids Structures. 1988. V. 24. № 7. P. 705-722.
Соловьев Л. Ю. Нелинейная модель бетона на основе теории пластического течения // Системы. Методы. Технологии. 2014. С. 131-140.
Holmquist T. J., Johnson G. R., Cook W. H. A computational constitutive model for concrete subjected to large strains, high strain rates, and high pressures: Proc. 14th Int. Symp. Ballistics. Quebec City, Canada, 26-29 September, 1993. V. 2. P. 591-600.
Johnson G. R. Numerical algorithms and material models for high-velocity impact computations // Int. J. of Impact Eng. 2011. V. 38. P. 456-472.
Islam M. J., Swaddiwudhipong S., Liu Z. S. Penetration of concrete targets using a modified Holmquist-Johnson-Cook material model // International J. Computational Methods. 2012. V. 9. № 4. P. 19.
Gen-Mao Ren, Hao Wu, Qin Fang, Xiang-Zhen Kong. Parameters of Holmquist-Johnson-Cook model for high-strength concrete-like materials under projectile impact // Int. J. of Protective Structures. 2017.
Johnson G. R., Holmquist T. J., Gerlach Ch. Strain-rate effects associated with the HJC concrete model // EPJ Web of Conferences. 2018. № 183. P. 01008.
Циберев К. В., Авдеев П. А., Артамонов М. В., Борляев В. В. и др. Пакет программ ЛОГОС. Функциональные возможности для решения задач прочности: тр. XIII межд. семинара "Супервычисления и математическое моделирование". Саров, 2011.
Егорова М. С., Паршиков А. Н. Численное моделирование разрушения хрупких материалов методом SPH // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2015. Т. 16(4). http://chemphys.edu.ru/issues/2015-16-4/articles/557/
American Concrete Institute (ACI) (1989) ACI Committee 318: Building Code Requirements for Reinforced Concrete (ACI 318-89) and Commentary (318R-89). Farmington Hills, MI: ACI.
Уилкинс М. Л. Расчёт упругопластических течений. Вычислительные методы в гидродинамике / под ред. Олдера Б., Фернбаха С., Ротенберга М. - М.: Мир, 1967. С. 212-263.
Острик А. В., Ломоносов И. В., Ким В. В. Высокоскоростной удар астероида Апофис по поверхности Луны: сб. тр. VI Всеросс. конф. "Механика композиционных материалов и конструкций, сложных и гетерогенных сред" им. И. Ф. Образцова и Ю. Г. Яновского. Т. 2. - М.: Изд-во ИПРИМ РАН, 2016. С. 229-244.
Hanchak S. J., Forrestal M. J., Young E. R. et al. Perforation of concrete slabs with 48MPa (7ksi) and 140MPa (20ksi) unconfined compressive strength // International J. Impact Engineering 1992. № 12(1). P. 1-7.
Yan S. H. Study of Penetration Theory and Experiments on High-Strength Fiber Reinforced Concrete 2001. Nanjing, China: PLA University of Science and Technology.
Ким В. В., Ломоносов И. В., Острик А. В., Фортов В. Е. Метод конечно-размерных частиц в ячейке для численного моделирования высокоэнергетических импульсных воздействий на вещество // Математическое моделирование. 2006. Т. 18. № 8. С. 5-11.
Острик А. В. Метод конечно-размерных частиц в ячейке, применяемый для численного моделирования высокоскоростного взаимодействия гетерогенных тел // Химическая физика. 2008. Т. 27. № 8. С. 89-96.
- Купить
- 500.00 руб
