格划分较粗 。混凝土试件 的模型包括 了骨料 、砂浆 和界面 过渡区(ITZ)的三 相 混 合 细 观 模 型。所 用 的 试 件 直 径 ,／,70．0 mm，长 度 为 35．0 mm。试 件 单 元 网 格 大 小 为 0．2mm。为了减小计算量 ，这里采用 了 1／2模型 ，在对称轴 上施加 了对称边界约束条件。杆与试件之间的接触类 型选 择面面 自动接触 ，在接触面之间加入摩擦 ，摩擦 系数为 0． 28，子弹与入射杆 的接触摩擦系数设置为 0。接触算法选择 罚 函数法 ，接触刚度罚函数 因子选择为 0．5。 入射杆与透射杆均采用线弹性钢的本构模型。混凝土 试件 由三相组成 ，由于骨料变形相对 其他组分来说 较小 ， 因此选择线性状态方程 ；砂浆采用 多孔材料模型 ；另外 界 面过渡 区(ITZ)强度较低 、不均匀 ，且也呈现多孑L的特性 ， 因此 ITZ部分也采用多孔材料模 型。各个组成部分的材料 参数如表 1所示 。 表 1 材料 参数 模 型 2 损 伤 失 效模 型 图 2为材料 的损伤失效模型 ，材料 的破坏过程 主要分 为三个阶段 ：Pt．1以前为弹性阶段 ；从 Pt．1到 Pt．2为塑性 强化 阶段 ；Pt．2到 Pt．3为材料的软化阶段 。在弹性阶段 ，应 力并未达到初始屈服 面 ；在 塑性 强化阶段 ，应力达 到初始 屈服面而未达到极 限强度面 ；在软化 阶段 ，应力达 到极 限 强度面而未达到失效强度破坏面。 J ~ Max． ／／ 。 ＼ ＼、 ＼＼ ＼ 图 2 材料 的损伤 失效 模型 如图 2所示 ，极限强度面与失效强度面采用三参数压 力 函数 ，其极限强度面方程为 ： 口 0|m 式 中：a。、a 、a2——方程的三个参数 ； P=一(or +or +or)／3为压力 。 失效破坏强度面方程为 ： 式 中：aos~a1，、口2，——方程的三个参数 。 屈服面位 于极限强度面和失效强度之间 ，则 仃vie1d=盯faiIed+11(盯 一crfailed) 式 中：参数 是 入的函数 ，函数 ( )从初 始值增 加到 1， 表示从初始条件达到极限强度面 ，从 1减小到 0表示软化 阶段 。函数 通过下面的方程来描述 ： A = + 式中：d ——有效塑性应变增量， =~／(2／3)8PP — — 拉伸截断强度 ，。=1．7(L／(一a。)) ， ． — — 未约束 的抗压强度。 3 数值计算 为了验证所建立 的模型合理有效 ，本试验将模型计算 结果与 SHPB试验结果进行 了对 比，数值计算 中摩擦 系数 通过试验测量得到 ，约为 0．28。具体 的对 比图如图 3所示 ， 图中红色曲线表示数值模拟 曲线 ，黑色线表示试验结果 曲 线 。从两条曲线对 比结果可 以看 出，在上升 阶段两者 吻合 的比较好 ，峰值 应力 和达到 峰值应 力 的应 变值均 差别 很 小 。但是 ，在下降段两者有一定 的差别 ，试验的下降段 比数 值模拟下降慢 ，这可能是 由于试 验 中混凝土在破坏 以后 ， 混凝土之间的残余强度仍然较高 ，而数值模拟 中对混凝土 破坏后的残余强度估计不足造成的 ，但是残余强度与混凝 土本身的结构 、加载方式 等有很 大关系 ，因此难 以准 确模 拟出来 ，然而对于混凝土的上升段 以及峰值应力 的研究还 是 比较准确的。

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