ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАДЕНИЯ МАССИВНОГО УДАРНИКА НА ЖЕЛЕЗОБЕТОННУЮ БАЛКУ

Аннотация

Приводятся результаты численного моделирования динамики железобетонной балки, армированной продольными стержнями и поперечными рамами из стержней, под воздействием падения массивного ударника. Для описания динамического поведения материала бетона применяется модель Холмквиста - Джонсона - Кука. Арматура балки моделируется балочными элементами с применением билинейной модели упругопластического материала с изотропным упрочнением. Для связи арматуры и бетона вводятся дополнительные кинематические уравнения, связывающие степени свободы соответствующих узлов балочных и объемных конечных элементов. Математическая модель позволяет вводить дополнительные критерии разрушения для прогноза распространения трещин при растяжении. В качестве критерия разрушения при растяжении приняты давление меньше минимального (разрушение только в зоне растяжения) и превышение пороговой объемной деформации. Разрушение моделируется путем удаления элементов из расчетной схемы при удовлетворении критериев разрушения. Исследуется влияние учета разрушения на отклик балки. Численное моделирование проводится методом конечных элементов с явным интегрированием по времени в системах ЛОГОС и LS-DYNA. Для моделирования бетона используются линейные четырехузловые конечные элементы с одной точкой интегрирования. Ударник моделируется как абсолютно твердое тело с детально описанным ударным торцом. Приводится сравнение полученных результатов расчетов с экспериментальными данными. Демонстрируется, что модель материала Холмквиста - Джонсона - Кука, разработанная для расчетов высокоскоростных соударений, может также применяться и в задачах низкоскоростного соударения.