Korrektur des Eindringcoeffizienten von UHPC basierend auf numerischer Simulation und Optimierung der Berezan-Formel

YAN Qiushi ,  

ZUO Naixin ,  

ZHANG Zhijie ,  

HONG Minghui ,  

WANG Qingxuan ,  

WANG Deng ,  

BAO Xinying ,  

摘要

Zur systematischen Untersuchung der Durchschlagsleistung von Ultrahochleistungsbeton (Ultra-High Performance Concrete, UHPC) gegen Eindringen von Langstab-Geschossen wurde der Einfluss der Druckfestigkeit auf die Eindringwiderstandsfähigkeit von UHPC analysiert, um eine theoretische Grundlage und ingenieurtechnische Richtlinien für die Auslegung von UHPC-Schutzstrukturen zu bieten. Das korrigierte K&C (Karagozian & Case)-Modell wurde verwendet, um mithilfe der Finite-Elemente-Software LS-DYNA den Prozess des Eindringens von Langstab-Geschossen in Zielplatten aus Normalbeton und UHPC zu modellieren und numerisch zu berechnen. Mit validierten Parametern des K&C-Modells wurden weitere numerische Simulationen zum Eindringen von Prototyp-Langstabgeschossen in UHPC durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen der numerischen Simulation wurde die Berezan-Erfahrungsformel korrigiert und validiert, und die korrigierte Berezan-Formel wurde mit anderen gebräuchlichen Erfahrungsformeln verglichen. Die Ergebnisse zeigen: (1) Eine Steigerung der Druckfestigkeit von UHPC trägt zur Verbesserung der Eindringwiderstandsfähigkeit bei, wobei dieser Vorteil mit zunehmender Druckfestigkeit allmählich abnimmt; (2) Die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der numerischen Simulationsergebnisse kann mittels experimenteller Daten verifiziert werden, und es wurde eine Beziehung zwischen dem Eindringkoeffizienten Kq und der Druckfestigkeit fc für UHPC der Festigkeitsklassen C100-C200 abgeleitet, die eine wertvolle Referenz zur Bewertung der Eindringleistung von UHPC unterschiedlicher Festigkeit bietet; (3) Durch den Vergleich der Versuchsergebnisse mit anderen Erfahrungsformeln wurde die Genauigkeit der korrigierten Berezan-Formel bestätigt, die die Eindringtiefe von Langstab-Geschossen bei Aufprallgeschwindigkeiten von 200 bis 700 m/s in UHPC der Festigkeitsklassen C100-C200 genau vorhersagen kann und somit wertvolle Hinweise für die Auslegung von UHPC-Schutzstrukturen liefert.

关键词

Eindringen;UHPC;numerische Simulation;Langstab-Geschoss;Korrektur Berezan-Formel

阅读全文