Correção do coeficiente de penetração do UHPC baseada em simulação numérica e otimização da fórmula de Berezan

YAN Qiushi ,  

ZUO Naixin ,  

ZHANG Zhijie ,  

HONG Minghui ,  

WANG Qingxuan ,  

WANG Deng ,  

BAO Xinying ,  

摘要

Para o estudo sistemático do desempenho do concreto de ultra alto desempenho (Ultra-High Performance Concrete, UHPC) na resistência à penetração por projéteis de haste longa, foi analisado o efeito da resistência à compressão sobre a capacidade do UHPC de resistir à penetração, fornecendo uma base teórica e orientações de engenharia para o projeto de estruturas de proteção de UHPC. O modelo K&C (Karagozian & Case) corrigido foi adotado para modelar e realizar cálculos numéricos do processo de penetração de projéteis de haste longa em placas alvos de concreto comum e UHPC no software de elementos finitos LS-DYNA. Utilizando parâmetros validados do modelo K&C, foram realizados estudos de simulação numérica da penetração de projéteis protótipos de haste longa no UHPC. Com base nos resultados da simulação numérica, a fórmula empírica de Berezan foi corrigida e validada, e a fórmula corrigida de Berezan foi comparada com outras fórmulas empíricas comuns. Os resultados indicam que: (1) o aumento da resistência à compressão do UHPC favorece a melhoria da resistência à penetração, mas essa vantagem diminui gradualmente com o aumento da resistência à compressão; (2) a confiabilidade e a precisão dos resultados da simulação numérica podem ser validadas por meio de dados experimentais, e foi estabelecida a relação entre o coeficiente de penetração Kq e a resistência à compressão fc do UHPC nas classes de resistência C100-C200, fornecendo uma referência valiosa para avaliar o desempenho de penetração do UHPC de diferentes resistências; (3) comparando-se os resultados experimentais com outras fórmulas empíricas, a precisão da fórmula corrigida de Berezan foi validada, a qual pode prever com precisão a profundidade de penetração de projéteis de haste longa em velocidades de impacto de 200 a 700 m/s no UHPC das classes de resistência C100-C200, fornecendo orientações úteis para o projeto de estruturas de proteção de UHPC.

关键词

Penetração;UHPC;simulação numérica;projéteis de haste longa;correção fórmula Berezan

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