수치 시뮬레이션 기반 UHPC 관통 계수 보정 및 Berezan 공식 최적화

YAN Qiushi ,  

ZUO Naixin ,  

ZHANG Zhijie ,  

HONG Minghui ,  

WANG Qingxuan ,  

WANG Deng ,  

BAO Xinying ,  

摘要

초고성능 콘크리트(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)의 장봉 탄체 충격 관통 성능에 대한 체계적인 연구를 위해 UHPC의 항압 강도가 관통 성능에 미치는 영향을 분석하였으며, UHPC 방호 구조 설계에 이론적 근거와 공학적 지침을 제공하였다. 보정된 K&C(Karagozian & Case) 모델을 사용하여 LS-DYNA 유한요소 소프트웨어에서 장봉 탄체가 일반 콘크리트 및 초고성능 콘크리트(UHPC) 목표판을 관통하는 과정을 모델링하고 수치 계산을 수행하였다. 검증된 K&C 모델 매개변수를 활용하여 원형 장봉 발사체가 UHPC를 관통하는 수치 시뮬레이션 연구를 추가로 진행하였다. 수치 시뮬레이션 결과를 바탕으로 Berezan 경험 공식을 보정하고 검증하였으며, 보정된 Berezan 공식과 기타 널리 사용되는 경험 공식을 비교하였다. 결과는 다음과 같다: (1) UHPC의 항압 강도 증가가 관통 성능 향상에 유리하나, 강도 증가에 따라 이러한 이점은 점차 감소한다; (2) 수치 시뮬레이션 결과의 신뢰성과 정확성은 실험 결과 데이터로 검증할 수 있으며, 강도 등급 C100-C200의 UHPC 관통 계수 Kq와 항압 강도 fc 간의 관계를 도출하여 다양한 강도 UHPC의 관통 성능 평가에 유용한 참고 자료를 제공하였다; (3) 실험 결과 및 다른 경험 공식과 비교하여 보정된 Berezan 공식의 정확성이 검증되었으며, 이 공식은 200~700 m/s 착탄 속도에서 장봉 탄체가 강도 등급 C100-C200의 UHPC에 관통하는 깊이를 정확하게 예측할 수 있어 UHPC 방호 구조 설계에 유익한 지침을 제공한다.

关键词

관통;UHPC;수치 시뮬레이션;장봉 탄체;Berezan 공식 보정

阅读全文