数値シミュレーションに基づくUHPC貫通係数の修正およびBerezan式の最適化

YAN Qiushi ,  

ZUO Naixin ,  

ZHANG Zhijie ,  

HONG Minghui ,  

WANG Qingxuan ,  

WANG Deng ,  

BAO Xinying ,  

摘要

超高性能コンクリート(Ultra-High Performance Concrete、UHPC)の長尺ロッド弾体による衝撃貫通性能を体系的に研究するために、UHPCの抗圧強度が貫通性能に与える影響を分析し、UHPC防護構造の設計に理論的基盤と工学的指針を提供した。補正済みのK&C(Karagozian & Case)モデルを用いて、LS-DYNA有限要素ソフトウェア上で長尺ロッド弾体が一般コンクリートおよび超高性能コンクリート(UHPC)ターゲットプレートを貫通する過程をモデル化し、数値計算を行った。検証済みのK&Cモデルパラメータを利用して、原型の長尺ロッド射弾によるUHPC貫通の数値シミュレーション研究をさらに実施した。数値シミュレーション結果に基づき、Berezan経験式を修正・検証し、修正後のBerezan式と他の一般的な経験式を比較した。結果は以下のとおりである:(1)UHPCの抗圧強度の向上は貫通性能の向上に寄与するが、この利点は抗圧強度の上昇に伴い次第に減少する。(2)数値シミュレーション結果の信頼性と正確性は実験結果のデータで検証可能であり、強度等級C100-C200のUHPC貫通係数Kqと抗圧強度fcの関係を導出し、異なる強度のUHPCの貫通性能評価に有益な参考となった。(3)実験結果および他の経験式と比較して、修正後のBerezan式の正確性が検証され、この式は200~700 m/sの着弾速度における長尺ロッド弾体の強度等級C100-C200のUHPC貫通深さを正確に予測でき、UHPC防護構造の設計に有益な指針を提供する。

关键词

貫通;UHPC;数値シミュレーション;長尺ロッド弾体;Berezan式修正

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