几种常用混凝土动态损伤本构模型评述

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年第6期(总第260期)混凝土理论研究Number6in20l1(TotalNo．260)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002·3550．2011．06．006几种常用混凝土动态损伤本构模型评述李世民，李晓军(总参工程兵科研三所，河南洛阳471023)摘要：描述了混凝土抗冲击数值模拟中常用的几种混凝土动态损伤本构模型，包括HJC、RHT、LLNL、Marlvar及TCK本构模型。在此基础上，从动力本构模型的极限面定义、损伤定义、状态方程、应变率强化效应及模型参数

2、标定方面综合分析和评述了各本构模型。对于混凝土抗冲击问题的数值模拟及混凝土动态损伤本构研究具有参考意义关键词：混凝土；冲击；损伤；动态本构模型中图分类号：TU528．Ol文献标志码：A文章编号：1002—3550(201I)06—0019一O4ReviewoncurrentdynamicdamageconstitutivemodelsofconcreteLIshi—mm．L1Xiao~un(TheThirdResearchInstituteofEngineersofGeneralStaff，Luoyang471023，China)Abstract：Thecurren

3、tdynamicdamageconstitutivemodelsfornumericalsimulationofshockedconcretearedescriedindetail，includingHJC，RHT，LLNL，Marlvar，andTCKconstitutivemodels．Thesesconstitutivemodelsarcreviewedfromlimitsurfacesdefinition，damagedefinition，stateequation，strainrateenhancementandmodelparameters’calibr

4、ation．IthavereferencevalueforthenumericalsimulationofshockedconcreteandtheresearchofdynamicdamageconstitutivemodelsofconcreteKeywords：concrete；shock；damage；dynamicconstitutivemodel——准静态单轴抗压强度；O引言S——量纲一化的最大等效屈服强度；混凝土是丁程建造中最广泛使用的工程材料。近年来，武器一一量纲一化的压力，=P；的发展和lT程防护的需要快速推动了混凝土抗冲击问题的研尸——真实压力；

5、究。数值模拟分析一直是研究混凝土抗冲击的一种重要方法。毒——等效应变率，=k／k。；另一方面，损伤型动力本构模型因其概念明确，考虑问题全面，——真实应变率；能较好描述混凝土动力行为，而在数值计算中被广泛使用。然而，——参考应变率，1．0s；损伤型动态本构通常较复杂，研究人员必须首先理解这些本构D——损伤因子(O≤D≤1．0)；模型，熟悉其适用条件、参数物理意义，并输入正确的参数值。——量纲一化的内聚强度；目前，较常用的混凝土动态损伤本构模型主要有HJC、RHT、——量纲一化的压力硬化系数；LLNL、Malvar、TCK等本构模型。本研究介绍、分析和综合评述Ⅳ——压力

6、硬化指数；了这几种混凝土动态损伤本构模型，对于混凝土抗冲击问题的C——应变率系数。数值模拟及混凝土动态损伤本构研究具有参考意义。损伤因子D由等效塑性应变和塑性体积应变累加得到：1常用混凝土动态损伤本构模型简述D=(Aep+△)／(s)(2)1．1HlC本构模型式中：△￡。——等效塑性应变增量；HJC本构模型是Homquist[】等在第l4届国际弹道会议上△——塑性体积应变增量；报道的。该模型的等效屈服强度是压力、应变率及损伤的函数；s——常压P作用下材料破碎时的塑性应变和塑性其损伤积累是塑性体积应变、等效塑性应变及压力的函数；而压体积应变。力是体积应变(包括永久压垮

7、状态)的函数(图1o由塑性体积应变引起的损伤包含在式(2)中。大多数情况下，HJC模型的等效屈服强度为：损伤的主要部分是由等效塑性应变引起的。’=(1一D)+曰l、](1+Clnk)(1)HJC模型的状态方程(关系)将混凝土压缩和拉伸分式中：f，——量纲一化的等效强度，=，且‘≤s一；开考虑。压缩阶段分为3个区，即线弹性区，塑性过渡区，完全——真实等效强度；密实材料区；拉伸阶段仅有考虑了损伤因子的线弹性区。收稿日期：20lO—ll一29基金项目：国家门然科学基金(10772199)·l9·学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com各