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爆炸与冲击 2013年第6期33卷 601-607页

作者：赖建中朱耀勇徐升过旭佳南京理工大学材料科学与工程学院江苏南京210094

采用普通混凝土成形工艺和热水养护制度,制备出了抗压强度120～250 MPa的超高性能水泥基复合材料.在获得优异静态力学性能的基础上,进行了超高性能水泥基复合材料抗多次侵彻研究,分析了侵彻过程中的靶体破坏形态.根据获得的侵彻深度数据... 详细信息

采用普通混凝土成形工艺和热水养护制度,制备出了抗压强度120～250 MPa的超高性能水泥基复合材料.在获得优异静态力学性能的基础上,进行了超高性能水泥基复合材料抗多次侵彻研究,分析了侵彻过程中的靶体破坏形态.根据获得的侵彻深度数据,在***等提出的多次侵彻模型基础上,修正了与靶体抗压强度有关的多次侵彻深度计算经验方程.

关键词：爆炸力学多次侵彻经验方程超高性能水泥基复合材料侵彻深度

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活性粉末混凝土抗多次侵彻实验研究及数值预测

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爆炸与冲击 2021年第6期41卷 65-80页

作者：徐世烺吴平周飞李庆华曾田蒋霄浙江大学高性能建筑结构与材料研究所浙江杭州310058

活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)具有超高的强度和优异的阻裂性能。为了研究RPC在多次冲击荷载下的损伤规律,采用25 mm口径滑膛炮对直径为600 mm、高600 mm的RPC圆柱形靶体进行了多次侵彻实验,得到了每次侵彻后靶体的破... 详细信息

活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)具有超高的强度和优异的阻裂性能。为了研究RPC在多次冲击荷载下的损伤规律,采用25 mm口径滑膛炮对直径为600 mm、高600 mm的RPC圆柱形靶体进行了多次侵彻实验,得到了每次侵彻后靶体的破坏数据,并根据实验数据确定了Forrestal经验公式中的相关系数。基于K&C本构模型和现有RPC基本力学性能的实验数据,修正了K&C模型的强度面参数、损伤参数、状态方程参数、损伤演化模型以及应变率效应相关参数,系统地确定了RPC的K&C模型参数。采用LS-DYNA软件中的重启动功能模拟了弹体多次侵彻RPC靶体的破坏结果,模拟结果与实验结果基本一致,验证了模拟方法的有效性。对长2200 mm、宽2200 mm、高1260 mm的RPC靶体抗侵彻实验进行了数值预测,得到了侵彻深度与弹速之间的关系、弹体贯穿靶体时的极限速度以及弹体侵彻过程中的峰值加速度。

关键词：活性粉末混凝土 K&C本构模型多次侵彻重启动数值预测

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超高性能水泥基复合材料的静态力学性能及抗侵彻性能研究

超高性能水泥基复合材料的静态力学性能及抗侵彻性能研究

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作者：徐升南京理工大学

学位级别：硕士

随着新式钻地武器的不断发展,对军事防护工程提出了更高的要求,如何提高未来军事指挥中心的生存率变成亟待解决的难题。本论文基于超高性能水泥基复合材料的制备原理,充分发挥活性矿物掺合料的物理和化学效应,采用高效减水剂、多尺度纤... 详细信息

随着新式钻地武器的不断发展,对军事防护工程提出了更高的要求,如何提高未来军事指挥中心的生存率变成亟待解决的难题。本论文基于超高性能水泥基复合材料的制备原理,充分发挥活性矿物掺合料的物理和化学效应,采用高效减水剂、多尺度纤维和高强骨料复合,制备出具有最佳静态力学性能的超高性能水泥基复合材料。采用普通混凝土成型工艺和多种养护制度,制备出抗压强度为150MPa-270MPa,抗折强度30MPa-55MPa的超高性能水泥基复合材料。研究了不同尺度和不同体积率纤维、骨料和不同养护制度等方面对超高性能水泥基复合材料的静态力学性能的影响规律。采用XRD、SEM等现代分析方法,分析了不同养护制度下超高性能水泥基复合材料的水化反应的进程,阐述了C-S-H凝胶的微观结构变化的规律。从微观角度分析了钢纤维与基体的结合状况及其对超高性能水泥基复合材料宏观力学性能的影响。在获得优异静态力学性能的基础上,采用79式狙击步枪,进行了超高性能水泥基复合材料抗多次侵彻研究。从不同尺度和不同体积率纤维、高强骨料和不同养护制度等方面研究了超高性能水泥基复合材料的抗侵彻性能,分析了不同靶体的破坏形态和侵彻深度。在侵彻经验公式的基础上,根据第一次侵彻深度,提出与靶体抗压强度有关的侵彻深度Zm方程。根据材料静态力学性能,提出超高性能水泥基复合材料的最优配合比为：(1)水泥：硅灰：矿渣：减水剂：钢纤维(13mm)：水：砂=1：0.4:0.6：0.04：0.45：0.38：2.4。根据靶体侵彻深度,提出抵抗多次侵彻的超高性能水泥基复合材料配合比为：(2)水泥：硅灰：矿渣：减水剂：钢纤维(13mm)：玄武岩纤维：水：砂=1：0.4：0.6：0.04：0.45：0.05：0.38：2.4。(3)水泥：硅灰：矿渣：减水剂：钢纤维(13mm)：玄武岩骨料：水：砂=1：0.4：0.6：0.04：0.45：1.2：0.38：1.2。

关键词：超高性能水泥基复合材料力学性能微观结构多次侵彻侵彻公式

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侵彻和爆炸下超高性能水泥基复合材料的毁伤效应及数值模拟

侵彻和爆炸下超高性能水泥基复合材料的毁伤效应及数值模拟

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作者：杨浩若南京理工大学

学位级别：硕士

随着钻地武器的不断发展和性能提升,防护工程材料也有着巨大的改进需求,对于防护工程材料而言,如何更好地抵抗侵彻、爆炸等毁伤行为是当下的热门研究方向。本论文研究并制备了不同配比、不同增强方式的超高性能水泥基复合材料靶体,对其... 详细信息

随着钻地武器的不断发展和性能提升,防护工程材料也有着巨大的改进需求,对于防护工程材料而言,如何更好地抵抗侵彻、爆炸等毁伤行为是当下的热门研究方向。本论文研究并制备了不同配比、不同增强方式的超高性能水泥基复合材料靶体,对其进行多次侵彻实验和侵爆耦合的实验,并将实验的情况进行计算机数值模拟,取得了以下研究成果。通过对超高性能水泥基复合材料的研究,设计了五种材料配比并将其制备成实弹侵彻用靶体,分别是由普通混凝土,刚玉骨料增强的、纤维增强的、纤维和刚玉骨料共同增强的超高性能水泥基复合材料制成。在多次侵彻实验中,记录并分析了靶体的破坏形态,对侵彻深度、开坑面积进行了测量,基于这些参数对不同靶体进行了抗侵彻性能比较,分析了不同靶体抗侵彻性能的异同。在多次侵彻实验的基础上,运用ANSYS-AUTODYN软件进行了多次侵彻数值模拟,将模拟破坏形态、侵彻深度、损伤情况和压力时程曲线在不同靶体间进行比较,并将这些模拟结果同实验结果进行对照分析,得出了多次侵彻下超高性能水泥基复合材料的损伤破坏规律。在多次侵彻实验结果的基础上,优化靶体材料配比,制备了骨料靶和纤维靶两种超高性能水泥基复合材料靶体,并进行侵爆耦合的实验。采用先侵彻后爆炸和先爆炸后侵彻两种毁伤类型,对两类靶体的毁伤行为进行了分析和比较,得出了超高性能水泥基复合材料侵爆耦合作用下的毁伤规律。运用ANSYS-AUTODYN软件对超高性能水泥基复合材料侵爆耦合破坏进行数值模拟,对破坏形态、毁伤深度、开坑大小、压力时程曲线等物理量进行了研究,揭示了侵爆耦合下超高性能水泥基复合材料靶体损伤破坏全过程。

关键词：超高性能水泥基复合材料数值模拟多次侵彻侵爆耦合

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